معلومة

4.1: بروتوكول علم الوراثة - علم الأحياء

4.1: بروتوكول علم الوراثة - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

نعلم جميعًا أن الأطفال يميلون إلى التشبه بوالديهم. يميل الآباء وأطفالهم إلى الظهور بمظهر مماثل لأن الأطفال يرثون الجينات من والديهم وتؤثر هذه الجينات على خصائص مثل لون الجلد والشعر.

كيف تؤثر الجينات على خصائصنا؟

1. أ الجين هو جزء من جزيء ________ يعطي تعليمات لصنع البروتين. يتم استدعاء إصدارات مختلفة من نفس الجين الأليلات، والأليلات المختلفة تعطي تعليمات لعمل نسخ مختلفة من __________________. يمكن أن تؤدي الإصدارات المختلفة من البروتين إلى خصائص مختلفة يمكن ملاحظتها (أي مختلفة الأنماط الظاهرية).

تحتوي كل خلية في جسمك على نسختين من كل جين (واحدة موروثة من والدتك والأخرى من والدك).

  • إذا كانت كلتا نسختين من الجين تحتويان على نفس الأليل ، فإن الشخص متماثل الزيجوت بالنسبة لهذا الجين.
  • إذا كانت نسختا الجين تحتويان على أليلات مختلفة ، فإن الشخص متغاير الزيجوت بالنسبة لهذا الجين.

يوضح هذا الرسم البياني مثالاً على كيفية تأثير الجينات على خصائصنا.

الطراز العرقىبروتينالنمط الظاهري (مميزات)
AA أو أأ

يكفي إنزيم طبيعي لصنع الميلانين ، الجزيء الذي يعطي لونًا لبشرتنا وشعرنا.

طبيعي للجلد ولون الشعر

أأ

إنزيمات معيبة لا تصنع الميلانين

شحوب شديد في الجلد ولون الشعر (ألبينو)

2. ضع دائرة حول الأنماط الجينية المتماثلة اللواقح في المخطط. اشرح كيف يؤدي هذان النمطان الجينيان المتماثلان إلى أنماط ظاهرية مختلفة. ما هي الآلية الجزيئية؟

3 أ. في شخص متغاير الزيجوت ، غالبًا ما يحدد الأليل السائد النمط الظاهري ولا يؤثر الأليل المتنحي الآخر على النمط الظاهري. هذا يعني أن الشخص متغاير الزيجوت له نفس النمط الظاهري للشخص الذي يكون متماثل الزيجوت بالنسبة للأليل ___________________ (السائد / المتنحي).

على سبيل المثال ، الشخص الذي هو متغاير الزيجوت Aa لديه نفس النمط الظاهري للشخص الذي يكون متماثل الزيجوت AA لأن خلايا الجلد التي تحتوي على أليل واحد على الأقل تنتج ما يكفي من الميلانين لإنتاج لون الجلد الطبيعي.

3 ب. بالنسبة لهذا الجين ، أي الأليل هو المسيطر؟ ___A ___a

  • أي أليل متنحي؟ ___A ___a
  • ما الدليل الذي يدعم استنتاجك حول الأليل المسيطر وأي الأليل المتنحي؟

كيف يرث الطفل جينات من أمه أو أبيه؟

كل جين هو جزء من جزيء الحمض النووي الموجود في الكروموسوم. أثناء الانقسام الاختزالي ، تنتقل الكروموسومات الحاملة للجينات من خلايا الوالدين إلى الأمشاج ، وأثناء الإخصاب ، تنتقل الكروموسومات الحاملة للجينات من الأمشاج إلى اللاقحة التي تتطور إلى طفل. وبالتالي ، يمكننا أن نفهم كيف يرث الطفل الجينات من أمه أو أبيه من خلال فهم كيفية تحرك الكروموسومات الحاملة للجينات أثناء الانقسام الاختزالي والتخصيب.

وراثة المهق:

لمعرفة المزيد حول كيفية وراثة الجينات ، سنبدأ بسؤال محدد:

إذا كان كلا الوالدين متغاير الزيجوت (Aa) ، فما التوليفات المختلفة للأليلات "أ" و / أو "أ" التي يمكن ملاحظتها في أطفال هؤلاء الآباء؟

للإجابة على هذا السؤال ، ستستخدم مجموعتك الكروموسومات النموذجية لإظهار كيف يؤدي الانقسام الاختزالي والتخصيب إلى وراثة. سيكون لكل والد زوج من الكروموسومات المتجانسة ، أحدهما به أليل "أ" والآخر بأليل "أ".

  • يجب على أحدكم استخدام الكروموسومات النموذجية الخاصة بك لتوضيح كيف ينتج الانقسام الاختزالي أنواعًا مختلفة من البويضات ، ويجب أن يوضح عضو آخر في المجموعة كيف ينتج الانقسام الاختزالي أنواعًا مختلفة من الحيوانات المنوية.

4. في هذا الرسم البياني ، سجل الأليل في كل نوع من البيض الناتج عن الانقسام الاختزالي. سجل الأليل في كل نوع من أنواع الحيوانات المنوية.

  • بعد ذلك ، استخدم الطباشير لتحديد الخطوط العريضة للمستطيلات الموضحة في هذا الرسم البياني على جدول المختبر الخاص بك ووضع كروموسوم نموذجي لكل نوع من أنواع الحيوانات المنوية والبويضة في المواضع المناسبة. إخصاب نموذجي لكل نوع من أنواع الحيوانات المنوية والبويضات.

5. سجل التركيب الجيني (الأليلات) لكل نوع من أنواع البيضة الملقحة الناتجة عن الإخصاب.

يستخدم علماء الأحياء مخططًا مشابهًا لتحليل الوراثة ، ومع ذلك ، فإن علماء الأحياء يتجاهلون الكثير من التفاصيل الموضحة أعلاه ويستخدمون نسخة مبسطة تسمى ميدان بونيت.

6. بالنسبة لساحة Punnett:

  • اكتب "الأمشاج" وارسم الأسهم لكل رمز يمثل التركيب الجيني للأمشاج.
  • اكتب "ملقحات" وارسم أسهمًا لكل رمز يمثل التركيب الجيني للزيجوت.

7. يمثل التركيب الجيني لكل زيجوت في ميدان بونيت نوعًا وراثيًا محتملاً لطفل من هذين الزوجين. اشرح سبب تماثل التركيب الوراثي لكل طفل مع التركيب الجيني للبيضة الملقحة التي نشأ منها.

8. بالنسبة لأم "Aa" ، ما هو جزء من بيضها الذي يحتوي على أليل "a"؟ _____

  • ما هو الجزء من الحيوانات المنوية لأب Aa الذي يحتوي على أليل "a"؟ _____
  • أي جزء من أطفال هذا الزوج تتوقع أن يكون لديهم النمط الجيني "أأ"؟ _____
  • اشرح أسبابك.

9 أ. أكمل مربع Punnett هذا لوالدين متماثلين الزيجوت AA.

9 ب. أكمل مربع Punnett هذا لوالدين متماثلين الزيجوت aa.

9 ج. أكمل مربع Punnett هذا لأم متغايرة الزيجوت Aa وأب متماثل الزيجوت aa.

10. لكل مربع من مربعات Punnett الأربعة أعلاه ، ضع دائرة حول النمط الجيني لأي شخص لديه لون بشرة وشعر طبيعي.

  • في مربعات بونت الأربعة هذه ، يوجد مثال واحد فقط لطفل لديه نمط ظاهري مختلف لم يتم ملاحظته في أي من الوالدين. استخدم علامة النجمة (*) للإشارة إلى هذا المثال.

لاحظ أن جميع الأطفال ذوي البشرة العادية ولون الشعر لديهم أحد الوالدين على الأقل وله جلد طبيعي ولون شعر. أيضًا ، جميع أطفال الألبينو تقريبًا لديهم والد واحد على الأقل من ألبينو. تتناسب هذه النتائج مع ملاحظتنا العامة بأن الأطفال يميلون إلى التشابه مع والديهم.

11. اشرح سبب عدم إنجاب والدين ألبينو أي أطفال ذوي بشرة طبيعية ولون شعر طبيعي ، ولكن يمكن أن يكون للوالدين ذوي البشرة العادية ولون الشعر طفل ألبينو.

12. الأطفال ألبينو نادرون في عموم السكان. بناءً على هذه الملاحظة ، ما هو النمط الجيني الأكثر شيوعًا للآباء؟ اشرح أسبابك.

علم الوراثة عملة إرم

يمكن نمذجة الطريقة التي تتصرف بها الجينات أثناء الانقسام الاختزالي والتخصيب باستخدام العملات المعدنية ذات الوجهين ، حيث تمثل الرؤوس الأليل السائد (A) وتمثل الذيل الأليل المتنحي (أ). يوضح هذا الجدول كيف يمثل نموذج الوراثة لإلقاء العملة المعدنية العمليات البيولوجية للانقسام الاختزالي والتخصيب للآباء غير المتجانسين (Aa).

عملية بيولوجيةكيف سيتم نمذجة هذا في علم الوراثة Coin Toss

الانقسام الاختزالي في أأ ينتج الوالد الأمشاج. لكل مشيج احتمالية متساوية لوجود أليل "أ" أو "أ".

تقوم برمي عملتك المعدنية وتتحقق من عدم وجود رؤوس لأعلى مقابل ذيول. يمثل هذا فرصة 50-50 للحصول على "أ"أليل أو"أ' أليل.

التخصيب البويضة بواسطة حيوان منوي تنتج البيضة الملقحة. يساهم كل مشيج بأليل واحد في النمط الجيني للطفل الذي يتطور من الزيجوت.

يقوم كل طالب بإلقاء قطعة نقود معدنية ، وتشير نتيجة هذا الزوج من العملات المعدنية إلى النمط الجيني للطفل الذي يتطور من البيضة الملقحة.

  • ابحث عن شخص "للتزاوج" معه.
  • كل واحد منكم سوف يرمي عملته. سجل النتائج كنمط وراثي للطفل الأول في الأسرة الأولى المكونة من أربعة أطفال في الجدول أدناه. قم بعمل ثلاثة أزواج أخرى من العملات المعدنية وقم بتسجيل الأنماط الجينية للأطفال الثاني والثالث والرابع في هذه العائلة.
الأنماط الجينية للعملة المعدنية "الأطفال" من إنتاج اثنين من الوالدين متغاير الزيجوت (Aa)
نتيجة لإلقاء كل عملةرقم مع كل نوع وراثي
1شارع2اختصار الثاني3بحث وتطوير4ذAAأأأأ
أول أسرة مكونة من 4 أطفال
الأسرة التالية المكونة من 4 أطفال
الأسرة التالية المكونة من 4 أطفال
الأسرة التالية المكونة من 4 أطفال
المجاميع

تنبؤات مبنية على ساحة بونيت

1/4 = 25%2/4 = 50%1/4 = 25%
بيانات الفصل (النسب المئوية)
  • كرر هذا الإجراء ثلاث مرات لتحديد الأنماط الجينية لثلاث عائلات أخرى لكل منها أربعة أطفال ، وسجل نتائجك في الجدول.
  • أكمل الأعمدة الثلاثة الأخيرة لهذه العائلات الأربع من الأطفال الذين يقذفون العملات المعدنية ، وأضف نتائجك. أعط معلمك الأرقام الإجمالية للأنماط الجينية AA و Aa و aa.
  • استخدم علامة اختيار للإشارة إلى أي عائلة مكونة من 4 أطفال تحتوي على أرقام التراكيب الجينية AA و Aa و aa التي تنبأ بها ميدان Punnett.

لفهم سبب عدم وجود العدد المتوقع تمامًا من الأطفال الذين لديهم كل نمط وراثي في ​​بعض العائلات التي يتم رميها بالعملة المعدنية ، أجب عن هذه الأسئلة.

1. هل للنمط الجيني الناتج عن أول زوج من رميات العملة أي تأثير على التركيب الوراثي الذي ينتجه الزوج الثاني من رميات العملة؟ ___ نعم / لا

2. إذا كان لدى عائلة رمي العملة طفل واحد ، فهل يمكن أن يكون للطفل الثاني في هذه العائلة أيضًا النمط الجيني aa؟ ___ نعم / لا

اشرح أسبابك.

في العائلات الحقيقية ، يعتمد النمط الجيني لكل طفل على الحيوان المنوي المحدد الذي تم تخصيبه والبويضة المحددة ، وهذا لا يتأثر بما حدث أثناء عمليات الإخصاب التي نتجت عن أطفال سابقين. لذلك ، فإن النمط الجيني لكل طفل مستقل عن النمط الجيني لأي أطفال سابقين.

3. افترض أن الأم والأب كلاهما متغاير الزيجوت Aa لديهما طفلان متغاير الزيجوت Aa. إذا كان لهذا الزوجين طفل ثالث ، فما هو احتمال أن يكون هذا الطفل الثالث متغاير الزيجوت أيضًا؟

  • اشرح أسبابك.

نتيجة للاختلاف العشوائي الذي يقوم فيه حيوان منوي معين بتخصيب أي بويضة معينة لتكوين زيجوت ، تختلف نسب كل نمط وراثي ونمط ظاهري في العائلات المختلفة ، وغالبًا ما لا تتطابق النسب المرصودة لكل نمط وراثي ونمط ظاهري مع تنبؤات ميدان بونيت .

4. افترض أن لديك بيانات عن 20 عائلة مكونة من أربعة أطفال حيث كان كلا الوالدين متغاير الزيجوت Aa. هل سيكون لكل من هذه العائلات طفل ألبينو واحد بالضبط ، كما تنبأت ساحة بونت؟ اشرح لماذا ولماذا لا.

5. سيعطيك معلمك بيانات الفصل لإدخالها في السطر الأخير من الجدول في الصفحة 5. هل النسب المئوية لكل نمط وراثي في ​​بيانات الفصل تشبه تنبؤات ميدان بونيت؟

عادة ما يكون التباين العشوائي الملاحظ في العينات الصغيرة متوسطًا في العينات الكبيرة. لذلك ، عادة ما تكون تنبؤات ساحة Punnett أكثر دقة بالنسبة لعينات أكبر من الأطفال.

علم الوراثة لفقر الدم المنجلي

خلايا الدم الحمراء مليئة الهيموغلوبينوهو البروتين الذي يحمل الأكسجين. أحد رموز أليل الهيموجلوبين للهيموجلوبين الطبيعي ، وأليل آخر له رموز الهيموجلوبين المنجلي. في الشخص متماثل الزيجوت لأليل الخلية المنجليةيميل الهيموجلوبين المنجلي إلى التكتل في قضبان طويلة تجعل خلايا الدم الحمراء تتخذ شكلًا منجلًا أو أشكالًا أخرى غير طبيعية ، بدلاً من شكل القرص الطبيعي. هذا يسبب مرض يسمى فقر الدم المنجلي.

الطراز العرقىالهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراءشكل خلايا الدم الحمراء
متماثل الزيجوت للأليلات للهيموجلوبين الطبيعي

يذوب الهيموغلوبين الطبيعي في العصارة الخلوية.

متماثل الزيجوت للأليلات للهيموجلوبين المنجلي

يميل هيموجلوبين الخلايا المنجلية إلى التكتل في قضبان طويلة.

1. خلايا الدم الحمراء الطبيعية على شكل قرص يمكن بالكاد أن تضغط من خلال الشعيرات الدموية (أصغر الأوعية الدموية). ما المشاكل التي قد تسببها خلايا الدم الحمراء التي تكون على شكل منجل أو لها أشكال أخرى غير طبيعية؟

2. معظم الأطفال المصابين بفقر الدم المنجلي لديهم آباء لا يعانون من فقر الدم المنجلي. اشرح كيف يمكن لأي شخص أن يرث الأليلات المنجلية من الآباء الذين لا يعانون من فقر الدم المنجلي. هل أليل الخلية المنجلية سائدة (S) أم متنحية (ق)؟ اشرح أسبابك. قم بتضمين ساحة Punnett في إجابتك.

يوضح أليل الخلية المنجلية بعض التعقيدات الشائعة في علم الوراثة التي تجاهلناها حتى الآن. اقرأ المعلومات الواردة في هذا المربع ، ثم أجب عن السؤالين 3 و 4.

فقر الدم المنجلي

يعاني الأشخاص المتماثلون في أليل الخلايا المنجلية من فقر الدم المنجلي ، بما في ذلك الألم وتلف الأعضاء ، بسبب انسداد الدورة الدموية وفقر الدم (انخفاض مستويات خلايا الدم الحمراء) بسبب الانهيار السريع لخلايا الدم الحمراء. الأشخاص غير المتجانسين لأليل الخلية المنجلية لا يعانون من هذه الأعراض تقريبًا. لذلك ، يعتبر أليل الهيموجلوبين للخلايا المنجلية بشكل عام متنحيًا ويعتبر أليل الهيموجلوبين الطبيعي هو السائد بشكل عام.

ومع ذلك ، لا يمتلك الشخص متغاير الزيجوت نفس النمط الظاهري تمامًا مثل الشخص الذي يكون متماثل الزيجوت للأليل من أجل الهيموجلوبين الطبيعي. على وجه التحديد ، الأشخاص غير المتجانسين لأليل الهيموغلوبين المنجلي أقل عرضة للإصابة بالملاريا الحادة من الأشخاص المتماثلين للأليل من أجل الهيموجلوبين الطبيعي.

تنتج الملاريا عن طفيلي يصيب خلايا الدم الحمراء. تحتوي خلايا الدم الحمراء للأفراد غير المتجانسين على كل من الخلايا المنجلية والهيموجلوبين الطبيعي. طفيليات الملاريا أقل قدرة على التكاثر في خلايا الدم الحمراء التي تحتوي على بعض الهيموجلوبين المنجلي. وهذا ما يفسر سبب إصابة الأشخاص غير المتجانسين للأليل للهيموجلوبين المنجلي بالعدوى بالملاريا أقل حدة من الأشخاص المتماثلين في أليل الهيموجلوبين الطبيعي.

3. اشرح كيف يوضح جين الهيموجلوبين التعميم التالي:

غالبًا ما يكون للجين الواحد تأثيرات نمطية متعددة.

4. في كثير من الأحيان ، عندما يقوم علماء الوراثة بفحص زوج من الأليلات ، لا يكون أي من الأليل هو المسيطر تمامًا أو المتنحي تمامًا. بعبارة أخرى ، فإن النمط الظاهري لشخص متغاير الزيجوت بالنسبة لهذين الأليلين يختلف عن الأنماط الظاهرية للأشخاص المتماثلين في أي من الأليل. اشرح كيف يتم توضيح هذا المبدأ العام من خلال الخلية المنجلية والأليلات الطبيعية لجين الهيموجلوبين.


4.1: بروتوكول علم الوراثة - علم الأحياء

مطلوب الاشتراك في J o VE لعرض هذا المحتوى. ستتمكن من رؤية أول 20 ثانية فقط.

يتوافق مشغل الفيديو JoVE مع HTML5 و Adobe Flash. المتصفحات القديمة التي لا تدعم HTML5 وبرنامج ترميز الفيديو H.264 ستظل تستخدم مشغل فيديو يعتمد على Flash. نوصي بتنزيل أحدث إصدار من Flash هنا ، لكننا ندعم جميع الإصدارات 10 وما فوق.

إذا لم يساعد ذلك ، فيرجى إخبارنا بذلك.

الهندسة الوراثية هي تعديل الشفرة الوراثية ، الحمض النووي للكائن الحي.

يمكن تغيير تسلسل النوكليوتيدات للجين باستخدام تقنيات تحرير الجينوم مثل CRISPR / Cas9. يمكن إزالة الجين ، أو إزالته تمامًا ، أو إدخال جين جديد.

على سبيل المثال ، إضافة جين من نوع آخر لتكوين كائن حي معدّل وراثيًا.

نتيجة لذلك ، يمكن للباحثين والأطباء تغيير البروتينات التي ينتجها الكائن الحي. على سبيل المثال ، في العلاج الجيني ، يمكن إدخال جين إلى المريض لإنتاج بروتين يفتقر إليه ، مما قد يؤدي إلى علاج مرضه.

15.1: ما هي الهندسة الوراثية؟

ملخص

الهندسة الوراثية هي عملية تعديل DNA الكائن الحي و rsquos لإدخال سمات جديدة مرغوبة. تم تعديل العديد من الكائنات الحية ، من البكتيريا إلى النباتات والحيوانات ، وراثيًا للأغراض الأكاديمية والطبية والزراعية والصناعية. في حين أن للهندسة الوراثية فوائد محددة ، فإن المخاوف الأخلاقية تحيط بتعديل البشر وإمداداتنا الغذائية.

يمكن للعلماء تعديل عمدًا لجينوم كائن حي و rsquos

الهندسة الوراثية ممكنة لأن الشفرة الوراثية وطريقة تشفير المعلومات بواسطة DNA و mdas وبنية الحمض النووي عالمية بين جميع أشكال الحياة. نتيجة لذلك ، يمكن تعديل الشفرة الوراثية للكائن الحي و rsquos بعدة طرق.

يمكن تحرير تسلسل النوكليوتيدات بشكل انتقائي باستخدام تقنيات مثل نظام CRISPR / Cas9. يُعرف نظام CRISPR / Cas9 المعروف باسم & quotmolecular scissors & quot ؛ بأنه استجابة مناعية فطرية بدائية النواة تم اختيارها لتعديل المعلومات الجينية.

يمكن أيضًا إزالة الجين من كائن حي لإنشاء & ldquoknockout ، & rdquo أو تقديمه لإنشاء & ldquoknockin ، & rdquo من خلال عملية تسمى استهداف الجينات. تعتمد هذه الطريقة على إعادة التركيب المتماثل والتبادل الجيني بين جزيئات الحمض النووي التي تشترك في منطقة ممتدة مع تسلسلات مماثلة و [مدش] لتعديل الجين الداخلي.

يمكن للعلماء أيضًا إدخال جين من كائن حي في جينوم آخر ، مما يؤدي إلى كائن حي معدل وراثيًا. بشكل عام ، يُطلق على الحمض النووي المشترك من مصادر مختلفة اسم الحمض النووي المؤتلف. يعتبر الكائن الحي الذي يتلقى هذا الحمض النووي كائنًا معدل وراثيًا أو كائنًا معدلاً وراثيًا.

تؤثر الهندسة الوراثية على صحة الإنسان ورفاهه

أثر تحرير الجينوم بشكل كبير على البحث العلمي والزراعة والصناعة والطب. غالبًا ما تُدخل أبحاث البيولوجيا الجزيئية الجينات المحورة و mdashforeign و mdashinto البكتيريا والفيروسات لدراسة وظيفة الجينات والتعبير عنها. كانت البكتيريا هي الكائنات الحية الأولى التي تمت هندستها وراثيا. قدم العلماء جين الأنسولين البشري لإنتاج الأنسولين الاصطناعي الذي يستخدمه مرضى السكري.

تسمح تقنية تسمى العلاج الجيني بإدخال جين جديد في الشخص بحيث يمكن التعبير عن البروتين الذي يشفره داخل خلاياهم. يوفر العلاج الجيني علاجًا أو علاجًا لبعض الأمراض الوراثية الخطيرة وغير القابلة للعلاج. قام العلماء بتعديل الفيروسات لإيصال جينات جديدة إلى الخلايا المضيفة. يمكن لهذه الفيروسات المخصصة أن تصيب الخلايا المريضة وتدخل نسخة صحيحة من الجين المعيب ، وتعالج الاضطرابات البشرية مثل نقص المناعة الشديد الشديد (SCID).

على الرغم من أن العديد من العلاجات الجينية تستخدم فيروسات معدلة ، فقد أصبح نظام CRISPR / Cas9 تقنية شائعة بشكل متزايد. يقطع نظام CRISPR / Cas9 الحمض النووي باستخدام دليل وتسلسلات mdashRNA المعروفة باسم CRISPR و mdash لتوجيه & ldquomolecular scissors & rdquo & mdashan enzyme يسمى Cas9 & mdashto مواقع محددة في الجينوم. يستخدم العلماء هذه الأداة الجزيئية لإضافة أو إزالة أو تعديل المواد الجينية. تم استخدام تقنية CRISPR / Cas9 في نماذج الفئران لتصحيح الأخطاء في الجينات المسؤولة عن الحثل العضلي الدوشيني والتهاب الكبد الوبائي ب وإعتام عدسة العين وأمراض القلب والأوعية الدموية.

بينما يمكن للهندسة الوراثية أن تسفر عن علاجات جديدة للأمراض ، إلا أنه يمكن استخدامها أيضًا لأغراض عملية أخرى. تم تطوير الماعز المعدلة وراثيا والتي تنتج حرير العنكبوت في حليبها للاستخدام الصناعي. في الزراعة ، تم تعديل بعض النباتات وراثيًا لتحسين الخصائص مثل المحتوى الغذائي ومقاومة الآفات. من المرجح أن تستمر التطورات الحديثة والمستقبلية في الهندسة الوراثية في التأثير على صحة الإنسان ورفاهه.

المخاوف الأخلاقية المتعلقة بالهندسة الوراثية

تمتلك الهندسة الوراثية إمكانات كبيرة ، ولكن أين نرسم الخط؟ يجب على العلماء والمجتمع الإجابة على هذا السؤال. يعد تعديل الجينوم البشري ، خاصة في خلايا الخط الجرثومي ، مصدر قلق أخلاقي كبير. تقوم معظم العلاجات الجينية بتعديل الخلايا الجسدية ، لذا فإن التغييرات الجينية تؤثر فقط على الفرد. التغييرات التي تطرأ على الشخص و rsquos germline ، مع ذلك ، موروثة أيضًا من قبل ذريتهم.

في عام 2018 ، صدم عالم العالم عندما زُعم أنه ابتكر أول أطفال تم تعديلهم وراثيًا باستخدام تقنية كريسبر. حاول أن يجعل الطفلة التوأم مقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية عن طريق إدخال طفرة جرثومية غير مدروسة. أثارت أفعاله الغضب والقلق حيث تصارع العلماء والجمهور مع ما يعنيه هذا للبشرية. لا يزال من غير الواضح كيف سيؤثر ذلك على صحة الفتيات ، أو نسلهن في المستقبل ، أو السكان.

مصدر قلق آخر هو استخدام المواد الوراثية الأجنبية لتحسين الإمدادات الغذائية. النباتات هي أكثر مصادر الغذاء المعدلة وراثيًا شيوعًا ، حيث تزرع 28 دولة ما يقرب من 450 مليون فدان من المحاصيل المعدلة وراثيًا على مستوى العالم. في حين أن هناك إمكانات هائلة لتأمين الإمدادات الغذائية لعدد متزايد من سكان العالم ، إلا أن هناك حاجة لدراسات سليمة علميًا وطويلة الأجل لمعالجة مخاوف نقاد الكائنات المعدلة وراثيًا.

جورج وفوزي وهيذر راي. & ldquo التحرير الجيني للمحاصيل: فرصة متجددة للأمن الغذائي. & rdquo المحاصيل المعدلة وراثيا وأغذية أمبير 8 ، لا. 1 (2 يناير 2017): 1 & ndash12. [مصدر]

Thurtle ‐ Schmidt و Deborah M. و Te ‐ Wen Lo. 2018. & ldquo علم الأحياء الجزيئي في طليعة: مراجعة لتعديل الجينات CRISPR / CAS9 للطلاب الجامعيين. & rdquo تعليم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية 46 (2): 195 و - 205. [مصدر]


تم تصميم تخصص العلوم البيولوجية بدون تركيز للطلاب الملتزمين بالدراسة والتدريب في تخصصات متعددة في علم الأحياء وللطلاب الذين يرغبون في الحصول على مزيد من التعرض لعلوم الحياة قبل أن يقرروا ما إذا كانوا يريدون إعلان تركيزهم كطالب جامعي. لذلك ، يأخذ الطلاب في هذا التخصص دورات أساسية من عدة تركيزات. يتمتع الطلاب في هذا التخصص بمزيد من المرونة لتخصيص برنامج دراستهم حتى يتمكنوا من التركيز على مجال اهتمامهم الذي قد لا يكون له تركيز ، مثل بيولوجيا النبات أو علم الجينوم.

يوفر تخصص العلوم البيولوجية أساسًا ممتازًا للدراسات العليا وكذلك التحضير للتعليم المهني في:

يمكن للخريجين الدخول في مناصب في:


محتويات

تاريخياً ، كان الفحص المجهري هو الطريقة الأساسية للتحقيق في التنظيم النووي ، [6] والذي يعود تاريخه إلى عام 1590. [7]

  • في عام 1879 ، ابتكر والثر فليمنج مصطلح الكروماتين. [8]
  • في عام 1883 ، ربط أوغست وايزمان الكروماتين بالوراثة.
  • في عام 1884 ، اكتشف ألبريشت كوسيل الهستونات.
  • في عام 1888 ، اقترح ساتون وبوفيري نظرية استمرارية الكروماتين خلال دورة الخلية.
  • في عام 1889 ، ابتكر ويلهلم فون فالديمير مصطلح "كروموسوم". [10]
  • في عام 1928 ، صاغ إميل هيتز مصطلح Heterochromatin و Euchromatin. [11]
  • في عام 1942 ، افترض كونراد وادينجتون المناظر الطبيعية اللاجينية. [12]
  • في عام 1948 ، اكتشف رولين هوتشكيس مثيلة الحمض النووي. [13]
  • في عام 1953 ، اكتشف واتسون وكريك البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي. [14]
  • في عام 1961 ، افترضت ماري ليون مبدأ X-inactivation.
  • في عام 1973/1974 ، تم اكتشاف ألياف الكروماتين. [12]
  • في عام 1975 ، صاغ بيير شامبون مصطلح النيوكليوسومات. [12]
  • في عام 1982 ، تم اكتشاف أراضي الكروموسوم. [15]
  • في عام 1984 ، ابتكر John T. Lis تقنية الكروماتين المناعي.
  • في عام 1993 ، تم نشر اختبار الربط النووي ، وهي طريقة يمكن أن تحدد ترددات التعميم للحمض النووي في المحلول. تم استخدام هذا الاختبار لإظهار أن هرمون الاستروجين يحفز التفاعل بين محفز جين البرولاكتين ومحسن قريب. [16]
  • في عام 2002 ، قدم Job Dekker فكرة جديدة مفادها أن المصفوفات الكثيفة لترددات التفاعل بين المواقع يمكن استخدامها لاستنتاج التنظيم المكاني للجينوم. كانت هذه الفكرة أساسًا لتطويره لمقايسة التقاط تشكل الكروموسوم (3C) ، التي نشرها جوب ديكر وزملاؤه في مختبر كليكنر بجامعة هارفارد عام 2002. [17] [18]
  • في عام 2003 ، تم الانتهاء من مشروع الجينوم البشري.
  • في عام 2006 ، اخترعت ماريكي سيمونيس 4 سي ، [19] اخترع دوستي 5 سي في مختبر ديكر. [20]
  • في عام 2007 ، ابتكر B. Franklin Pugh تقنية ChIP-seq. [21]
  • في عام 2009 ، اخترع ليبرمان أيدن وجوب ديكر Hi-C ، [22] اخترع ميليسا جيه فولوود وييجون روان ChIA-PET. [23]
  • في عام 2012 ، اكتشفت مجموعة Ren والمجموعات التي قادها Edith Heard و Job Dekker المجالات المرتبطة طوبولوجيًا (TADs) في الثدييات. [24] [25]
  • في عام 2013 ، قدم كل من Takashi Nagano و Peter Fraser ربط النوى لـ Hi-C و Hi-C أحادي الخلية. [26]

تبدأ جميع طرق 3C بمجموعة مماثلة من الخطوات ، يتم إجراؤها على عينة من الخلايا.

أولاً ، ترتبط جينومات الخلية مع الفورمالديهايد ، [27] الذي يقدم روابط "تجمد" التفاعلات بين المواقع الجينية. يعتبر علاج الخلايا بنسبة 1-3 ٪ من الفورمالديهايد ، لمدة 10-30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة ، هو الأكثر شيوعًا ، ومع ذلك ، فإن التوحيد القياسي لمنع الارتباط المتبادل عالي البروتين والحمض النووي أمر ضروري ، لأن هذا قد يؤثر سلبًا على كفاءة الهضم المقيد في الخطوة اللاحقة. [28] ثم يتم تقطيع الجينوم إلى أجزاء باستخدام نوكلياز مقيد. يحدد حجم أجزاء التقييد دقة تعيين التفاعل. تستخدم إنزيمات التقييد (REs) التي تقوم بإجراء تخفيضات على تسلسلات التعرف على 6 نقاط أساس ، مثل EcoR1 أو HindIII ، لهذا الغرض ، حيث تقوم بقطع الجينوم مرة واحدة كل 4000 نقطة أساس ، مما يعطي

مليون جزء في الجينوم البشري. [28] [29] لرسم خرائط تفاعل أكثر دقة ، يمكن أيضًا استخدام 4 بي بي للتعرف على الطاقة المتجددة. الخطوة التالية هي الربط على أساس القرب. يحدث هذا في تركيزات منخفضة من الحمض النووي أو داخل نوى سليمة ، نفاذية [26] في وجود T4 DNA ligase ، [30] بحيث يفضل الربط بين الأجزاء المتفاعلة المتشابكة على الربط بين الأجزاء غير المترابطة. بعد ذلك ، يتم تحديد المواقع المتفاعلة كمياً عن طريق تضخيم الوصلات المربوطة بواسطة طرق PCR. [28] [30]

الطرق الأصلية تحرير

3C (واحد مقابل واحد) تحرير

تحدد تجربة التقاط التشكل الكروموسوم (3C) التفاعلات بين زوج واحد من المواقع الجينومية. على سبيل المثال ، يمكن استخدام 3C لاختبار تفاعل مُحسِّن ومُحسِّن مرشح. تم الكشف عن الأجزاء المربوطة باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل مع البادئات المعروفة. [2] [17] هذا هو السبب في أن هذه التقنية تتطلب معرفة مسبقة بالمناطق المتفاعلة.

4C (واحد مقابل الكل) تحرير

يلتقط التقاط التشكل الكروموسومي على الرقاقة (4C) التفاعلات بين موضع واحد وجميع المواقع الجينية الأخرى. وهي تنطوي على خطوة ربط ثانية ، لإنشاء شظايا DNA دائرية ذاتية ، والتي تُستخدم لإجراء PCR معكوس. يسمح PCR العكسي باستخدام التسلسل المعروف لتضخيم التسلسل غير المعروف المرتبط به. [31] [2] [19] على عكس 3C و 5C ، لا تتطلب تقنية 4C معرفة مسبقة بكل من مناطق الكروموسومات المتفاعلة. النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام 4C قابلة للتكرار بدرجة كبيرة مع معظم التفاعلات التي تم اكتشافها بين المناطق القريبة من بعضها البعض. على مصفوفة ميكروأري واحدة ، يمكن تحليل ما يقرب من مليون تفاعل. [ بحاجة لمصدر ]

5C (كثير مقابل كثير) تحرير

تكتشف النسخة الكربونية لالتقاط التشكل الكروموسومي (5C) التفاعلات بين جميع شظايا التقييد داخل منطقة معينة ، مع حجم هذه المنطقة عادة لا يزيد عن قاعدة ميغا. [2] [20] يتم ذلك عن طريق ربط البادئات الشاملة بجميع الأجزاء. ومع ذلك ، تتمتع 5C بتغطية منخفضة نسبيًا. تتغلب تقنية 5C على المشكلات الوصلة في خطوة الربط داخل الجزيء وهي مفيدة لبناء تفاعلات معقدة لمواقع محددة ذات أهمية. هذا النهج غير مناسب لإجراء تفاعلات معقدة على مستوى الجينوم لأن ذلك سيتطلب استخدام الملايين من بادئات 5C. [ بحاجة لمصدر ]

Hi-C (الكل مقابل الكل) تحرير

يستخدم Hi-C تسلسل عالي الإنتاجية للعثور على تسلسل النوكليوتيدات للشظايا [2] [22] ويستخدم تسلسل طرفي مزدوج ، والذي يسترد تسلسلًا قصيرًا من نهاية كل جزء مرتبط. على هذا النحو ، بالنسبة لجزء متصل معين ، يجب أن يمثل التسلسلان اللذان تم الحصول عليهما جزأين تقييد مختلفين تم ربطهما معًا في خطوة الربط القائمة على التقارب. يتم محاذاة زوج التسلسلات بشكل فردي مع الجينوم ، وبالتالي تحديد الأجزاء المشاركة في حدث الربط هذا. وبالتالي ، يتم اختبار جميع التفاعلات الزوجية الممكنة بين الأجزاء.

تحرير الطرق القائمة على التقاط التسلسل

يستخدم عدد من الطرق التقاط قليل النوكليوتيد لإثراء مكتبات 3C و Hi-C لمواقع محددة ذات أهمية. [32] [33] تتضمن هذه الطرق Capture-C ، [34] NG Capture-C ، [35] Capture-3C ، [34] HiCap ، [32] [36] Capture Hi-C. [37] ومايكرو كابتشر سي. [38] هذه الطرق قادرة على إنتاج دقة وحساسية أعلى من الطرق القائمة على 4C ، [39] يوفر Micro Capture-C أعلى دقة لتقنيات 3C المتاحة ومن الممكن إنشاء بيانات دقة زوج أساسية. [38]

تحرير أساليب الخلية المفردة

يمكن استخدام تكيفات الخلية الواحدة لهذه الطرق ، مثل ChIP-seq و Hi-C للتحقيق في التفاعلات التي تحدث في الخلايا الفردية. [40] [41]

تحرير الأساليب القائمة على الترسيب المناعي

تحرير حلقة ChIP

تجمع ChIP-loop بين 3C و ChIP-seq لاكتشاف التفاعلات بين اثنين من المواقع المهمة بوساطة بروتين مهم. [2] [42] قد تكون حلقة ChIP مفيدة في تحديد المدى البعيد رابطة الدول المستقلة-التفاعلات و عبر التفاعل بوساطة البروتينات لأن تصادم الحمض النووي المتكرر لن يحدث. [ بحاجة لمصدر ]

طرق الجينوم الواسعة تحرير

يجمع ChIA-PET بين Hi-C و ChIP-seq للكشف عن جميع التفاعلات التي تتم بوساطة بروتين مهم. [2] [23] تم تصميم HiChIP للسماح بتحليل مماثل لتحليل ChIA-PET مع مواد إدخال أقل. [43]

أدت طرق 3C إلى عدد من الرؤى البيولوجية ، بما في ذلك اكتشاف ميزات هيكلية جديدة للكروموسومات ، وفهرسة حلقات الكروماتين ، وزيادة فهم آليات تنظيم النسخ (التي يمكن أن يؤدي تعطيلها إلى المرض). [6]

أثبتت طرق 3C أهمية القرب المكاني للعناصر التنظيمية من الجينات التي تنظمها. على سبيل المثال ، في الأنسجة التي تعبر عن جينات الغلوبين ، تشكل منطقة التحكم في موضع β-globin حلقة مع هذه الجينات. لا توجد هذه الحلقة في الأنسجة حيث لا يتم التعبير عن الجين. [44] ساعدت هذه التكنولوجيا بشكل أكبر في الدراسة الوراثية والتخلقية للكروموسومات في كل من الكائنات الحية النموذجية والبشر. [ لم يتم التحقق منها في الجسم ]

كشفت هذه الطرق عن تنظيم واسع النطاق للجينوم في مجالات مرتبطة طوبولوجيًا (TADs) ، والتي ترتبط بالعلامات اللاجينية. بعض TADs نشطة نسبيًا ، بينما يتم قمع البعض الآخر. [45] تم العثور على العديد من TADs في D. melanogaster والفأر والإنسان. [46] علاوة على ذلك ، يلعب CTCF و cohesin أدوارًا مهمة في تحديد TADs وتفاعلات المحسن-المروج. تُظهر النتيجة أن اتجاه أشكال ربط CTCF في حلقة مُحسِّن-مُعزز يجب أن يكون مواجهًا لبعضها البعض حتى يتمكن المُحسِّن من العثور على هدفه الصحيح. [47]

تحرير المرض البشري

هناك العديد من الأمراض التي تسببها عيوب في تفاعلات المحفز والمُحسِّن ، والتي تمت مراجعتها في هذا البحث. [48]

ثلاسيميا بيتا هي نوع معين من اضطرابات الدم ناتجة عن حذف عنصر محسن LCR. [49] [50]

هو اضطراب رأسي ناتج عن طفرة في عنصر مُحسِّن SBE2 ، مما يؤدي بدوره إلى إضعاف إنتاج جين SHH. [51]

يحدث PPD2 (متعدد الأصابع لإبهام ثلاثي السلامي) بسبب طفرة في مُحسِّن ZRS ، والذي بدوره عزز إنتاج جين SHH. [52] [53]

يمكن أن يحدث سرطان الغدة الرئوية بسبب ازدواجية عنصر محسن لجين MYC. [54]

ينتج ابيضاض الدم الليمفاوي الحاد من الخلايا التائية عن إدخال مُحسِّن جديد. [55]

تنتج التجارب المختلفة بأسلوب 3C بيانات ذات هياكل وخصائص إحصائية مختلفة جدًا. على هذا النحو ، توجد حزم تحليل محددة لكل نوع تجربة. [33]

غالبًا ما تُستخدم بيانات Hi-C لتحليل تنظيم الكروماتين على مستوى الجينوم ، مثل المجالات المرتبطة طوبولوجيًا (TADs) ، وهي مناطق متجاورة خطيًا من الجينوم مرتبطة في الفضاء ثلاثي الأبعاد. [45] تم تطوير العديد من الخوارزميات لتحديد TADs من بيانات Hi-C. [4] [60]

Hi-C وتحليلاتها اللاحقة تتطور. Fit-Hi-C [3] هي طريقة تعتمد على نهج binning المنفصل مع تعديلات لإضافة مسافة التفاعل (تركيب الشريحة الأولية ، ويعرف أيضًا باسم spline-1) وتنقيح النموذج الفارغ (spline-2). نتيجة Fit-Hi-C هي قائمة من التفاعلات الزوجية داخل الكروموسومات مع قيم p وقيم q. [59]

يمكن أيضًا تحليل التنظيم ثلاثي الأبعاد للجينوم من خلال التكوين الإلكتروني لمصفوفة الاتصال. يتوافق كل ناقل eigenvector مع مجموعة من المواقع ، والتي ليست بالضرورة متجاورة خطيًا ، والتي تشترك في الميزات الهيكلية. [61]

أحد العوامل المربكة الهامة في تقنيات 3C هو التفاعلات المتكررة غير المحددة بين المواقع الجينومية التي تحدث بسبب سلوك البوليمر العشوائي. يجب تأكيد التفاعل بين موقعين على أنه محدد من خلال اختبار الأهمية الإحصائية. [3]

تطبيع تعديل خريطة جهة الاتصال Hi-C

هناك طريقتان رئيسيتان لتطبيع الخرائط الحرارية للتلامس Hi-C الخام. الطريقة الأولى هي افتراض الرؤية المتساوية ، مما يعني أن هناك فرصة متساوية لكل موضع كروموسومي ليكون له تفاعل. لذلك ، يجب أن تكون الإشارة الحقيقية لخريطة اتصال Hi-C عبارة عن مصفوفة متوازنة (تحتوي المصفوفة المتوازنة على مجاميع صفوف ثابتة ومجاميع أعمدة). مثال على الخوارزميات التي تفترض رؤية متساوية هو خوارزمية Sinkhorn-Knopp ، والتي تقيس خريطة الاتصال الأولية Hi-C في مصفوفة متوازنة.

الطريقة الأخرى هي افتراض وجود تحيز مرتبط بكل موضع كروموسومي. ستكون قيمة خريطة جهة الاتصال في كل إحداثي هي الإشارة الحقيقية في انحياز أوقات الموضع المرتبط بموضعَي الاتصال. أحد الأمثلة على الخوارزميات التي تهدف إلى حل هذا النموذج من التحيز هو التصحيح التكراري ، والذي تراجع بشكل تكراري عن انحياز الصفوف والعمود من خريطة اتصال Hi-C الأولية. هناك عدد من الأدوات البرمجية المتاحة لتحليل بيانات Hi-C. [62]

تحليل عزر الحمض النووي تحرير

أشكال الدنا هي تسلسلات DNA قصيرة محددة ، غالبًا ما تكون 8-20 نيوكليوتيد في الطول [63] والتي يتم تمثيلها إحصائيًا بشكل مفرط في مجموعة من المتواليات ذات الوظيفة البيولوجية المشتركة. حاليًا ، لم تتم دراسة الأشكال التنظيمية على تفاعلات الكروماتين طويلة المدى على نطاق واسع. ركزت العديد من الدراسات على توضيح تأثير أشكال الحمض النووي في تفاعلات المحفز-المحسن.

بيلي وآخرون. حددت أن حافز ZNF143 في مناطق المروج يوفر خصوصية تسلسل لتفاعلات المحفز-المحسن. [64] أدت طفرة الشكل ZNF143 إلى تقليل تواتر تفاعلات المحفز-المحسن مما يشير إلى أن ZNF143 هو عامل جديد للكروماتين.

لتحليل نموذج مقياس الجينوم ، في عام 2016 ، Wong et al. أبلغت عن قائمة من 19491 زوجًا من عزر الحمض النووي لخط خلية K562 على تفاعلات المروج-المحسن. [65] ونتيجة لذلك ، اقترحوا أن تعدد المزاوجة بين الحافز (عدد الأشكال المقترنة بعنصر معين) مرتبط بمسافة التفاعل ونوع المنطقة التنظيمية. في العام التالي ، نشر وونغ مقالًا آخر أبلغ عن 18879 زوجًا من الزخارف في 6 خطوط من الخلايا البشرية. [66] مساهمة جديدة في هذا العمل هو MotifHyades ، وهي أداة لاكتشاف الزخرفة يمكن تطبيقها مباشرة على التسلسلات المزدوجة.

تحليل جينوم السرطان تحرير

يمكن أن توفر التقنيات القائمة على 3C نظرة ثاقبة حول إعادة ترتيب الكروموسومات في جينومات السرطان. [67] علاوة على ذلك ، يمكنهم إظهار تغييرات في القرب المكاني للعناصر التنظيمية والجينات المستهدفة ، مما يؤدي إلى فهم أعمق للأساس الهيكلي والوظيفي للجينوم. [68]


طرق تحليل الحمض النووي (SWGDAM)

تعمل مجموعة العمل العلمية المعنية بأساليب تحليل الحمض النووي ، والمعروفة باسم SWGDAM ، كمنتدى لمناقشة ومشاركة وتقييم طرق علم الأحياء الشرعي والبروتوكولات والتدريب والبحث لتعزيز خدمات علم الأحياء الشرعي وكذلك تقديم توصيات إلى مدير مكتب التحقيقات الفيدرالي بشأن الجودة معايير ضمان لتحليل الطب الشرعي DNA.

mv2_d_4032_3024_s_4_2.jpg / v1 / crop / x_0، y_591، w_4032، h_1841 / fill / w_180، h_82، al_c، q_80، usm_0.66_1.00_0.01، blur_2 / SWGDAM_Group_Photo_July_2018.jpg "/>

الاجتماعات القادمة
اجتماع SWGDAM العادي 13-15 يوليو 2021 (افتراضي) جدول أعمال
اجتماع SWGDAM العادي 11-13 يناير 2022
حول SWGDAM

يتألف SWGDAM حاليًا من علماء الطب الشرعي المتخصصين ، من مختبرات الحمض النووي الجنائية الدولية والفيدرالية والولائية والمحلية بالإضافة إلى ضيوف يمثلون الأوساط الأكاديمية والوكالات الفيدرالية الأخرى. يعمل علماء الطب الشرعي هؤلاء كقادة تقنيين للحمض النووي أو مديري نظام فهرس الحمض النووي المشترك (CODIS) لمختبراتهم ، وهم قادرون على تقديم وجهات نظر الممارسين في مجالات تقنيات الحمض النووي النووي والميتوكوندريا. إن SWGDAM محظوظة أيضًا بدعوة الضيوف لحضور كل اجتماع يمثلون الأوساط الأكاديمية والمختبرات الفيدرالية الأخرى والوكالات الدولية لتقديم خبراتهم المحددة في مجالات مثل الحمض النووي للميتوكوندريا وعلم الوراثة السكانية والإحصاءات و YSTRs.

مسؤوليات SWGDAM هي: (1) التوصية بتنقيحات ، حسب الضرورة ، لمعايير ضمان الجودة لمختبرات اختبار الحمض النووي الشرعي ومعايير ضمان الجودة لمختبرات قاعدة بيانات الحمض النووي (2) لتكون بمثابة منتدى لمناقشة ومشاركة وتقييم طرق علم الأحياء الشرعي وبروتوكولاته وتدريبه وأبحاثه لتعزيز خدمات علم الأحياء الشرعي و (3) التوصية وإجراء البحوث لتطوير و / أو التحقق من صحة أساليب علم الأحياء الشرعي. نعقد اجتماعات نصف سنوية في يناير ويوليو وتجتمع لجاننا بشكل متكرر كلما ظهرت قضايا.

التحديثات

تقرير جديد. نشر SWGDAM تقريره حول فحص Y لمجموعات أدلة الاعتداء الجنسي (SAEKs) ، يرجى النقر هنا لمزيد من المعلومات.

إرشادات التدريب المنقحة. قامت SWGDAM بمراجعة إرشادات التدريب الخاصة بها ، يرجى النقر هنا لمزيد من المعلومات.

رسالة جديدة إلى المحرر.تعاونت SWGDAM مع ENFSI ومجموعة عمل التقدم التكنولوجي في مسرح الجريمة Rapid DNA حول استخدام الحمض النووي السريع في مسرح الجريمة ، يرجى النقر هنا لمزيد من المعلومات.

علم الأنساب الجيني الاستقصائي !! أصدر SWGDAM نظرة عامة على علم الأنساب الجيني الاستقصائي ، يرجى النقر هنا لمزيد من المعلومات.

معايير ضمان الجودة المعدلة سارية المفعول اعتبارًا من 1 يوليو 2020. تسري معايير ضمان الجودة لعام 2020 في 1 يوليو 2020 وهي متاحة في صفحة المنشورات ضمن وثائق معايير ضمان الجودة. بالإضافة إلى المعايير ووثائق التدقيق ووثيقة إرشادات QAS ، يتوفر أيضًا إشعار الإغاثة QAS لعام 2020 استجابة لحالة الطوارئ الوطنية وملحق التدقيق الخاص بإغاثة QAS في صفحة النشر.


طريقة

المواضيع

جميع الأشخاص الذين تم تسجيلهم في WGS و PheWAS هم المشاركون في مشروع BioBank Japan. مشروع BioBank Japan عبارة عن دراسة متعددة المؤسسات قائمة على المستشفيات جمعت الحمض النووي للدم المحيطي والمصل والمعلومات السريرية من المشاركين المتأثرين بأي من الأمراض الـ 47 المستهدفة 30. قدم المشاركون موافقة خطية مستنيرة كما وافقت عليها اللجان الأخلاقية لمعهد العلوم الطبية بجامعة طوكيو. تم وصف تفاصيل خصائص الأفراد في مكان آخر 30،39،40. تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل اللجنة الأخلاقية بكلية الطب بجامعة أوساكا.

استدعاء متغير الحمض النووي للميتوكوندريا من بيانات WGS

تم إجراء WGS باستخدام HiSeq 2500 بنهاية زوج 160 نقطة أساس و 125 نقطة أساس (ن = 1269) أو HiSeq X بنهاية زوج ب 150 نقطة أساس (ن = 659) ، والتي حققت عمقًا عاليًا على الكروموسومات الصبغية الجسدية (20-35 ×) كما هو موصوف في مكان آخر 18. في هذه الدراسة ، أعدنا مواءمة القراءات المتسلسلة على تسلسل الجينوم المرجعي البشري لجميع الكروموسومات والميتوكوندريا. استخرجنا القراءات المعينة بشكل فريد على منطقة الميتوكوندريا لتقليل تلوث nuMTs 19. باختصار ، تم قطع قراءات التسلسل لإزالة محول Illumina بواسطة Trimmomatic (الإصدار 0.36). تم تعيين القراءات المشذبة بواسطة BWA-MEM (الإصدار 0.7.15) على تسلسل الجينوم المرجعي البشري GRCh37 بما في ذلك rCRS (NC_012920.1) كتسلسل جينوم مرجعي للميتوكوندريا. بعد الفرز بواسطة Samtools (الإصدار 1.4.1) ، تم استخراج مناطق الميتوكوندريا (مؤشر MT). تمت إزالة القراءات المكررة باستخدام picard (الإصدار 2.9.2). تم إجراء إعادة المعايرة الأساسية باستخدام GATK (الإصدار 3.7.0). تم إجراء استدعاء متغير فردي باستخدام GATK HaplotypeCaller في وضع ploidy 1 لتقييم التماثل المتماثل. تم إجراء استدعاء مشترك متعدد العينات للمتغيرات أيضًا بواسطة GATK GenotypeGVCFs. أخيرًا ، تم إجراء التصفية اليدوية وفقًا لخط أنابيب GATK لأفضل الممارسات بسبب عدم كفاية عدد المتغيرات لإجراء إعادة معايرة درجة الجودة المتغيرة 41. تم تقدير نسبة Ti / Tv باستخدام bcftools (الإصدار 1.4.1).

بروتوكول التخصيص لمجموعات هابلوغروبس على أساس متغيرات mtDNA

باستخدام متغيرات mtDNA المكتشفة كمدخل ، تم تصنيف كل فرد في مجموعة هابلوغروب ميتوكوندريا باستخدام HaploGrep (v2.1.14) ، وهي طريقة تجميع غير خاضعة للإشراف تعتمد على Phylotree. تم تعريف الحرف الأول من هابلوغروب على أنه مجموعة ماروهابلوغروب (على سبيل المثال ، "م"). من الأحرف الثانية إلى التاسعة من مجموعات haplogroups تم تحديدها كمجموعات هابلوغرافية فرعية من 1 إلى 8 (على سبيل المثال ، "M9" ، "M9a" ، "M9a1" ، ... ، "M9a1a1c1a"). للمقارنة ، قمنا بتعريف مجموعات هابلوغروب من 2504 فردًا من المرحلة 3 من 1 كجم بنفس الطريقة.

التصنيف غير الخاضع للرقابة للعينات باستخدام طرق ML

اعتمدنا طرق تصنيف متغير mtDNA الثلاثة غير الخاضعة للرقابة على النحو التالي: (1) تحليل النشوء والتطور ، (2) PCA كأسلوب لتقليل الأبعاد الخطية ، و (3) UMAP كأسلوب لتقليل الأبعاد غير الخطية. في تحليل النشوء والتطور ، تم تحويل قائمة المتغيرات للفرد إلى تنسيق FASTA باستخدام bcftools (الإصدار 1.4.1) ، وإعادة تنظيمها باستخدام MUSCLE (الإصدار 3.8.31) ، وتحويلها إلى تنسيق Phylip. تم استنتاج شجرة النشوء والتطور باستخدام طريقة البخل القصوى لـ PHYLIP (الإصدار 3.697) وتم تحديدها باستخدام FigTree (الإصدار 1.4.3). أجرينا PCA و UMAP باستخدام Scikit-Learn of python (الإصدار 3.7) مع الجينومات أحادية الصيغة الصبغية كمدخلات. تم حساب PCA للحصول على أفضل 20 مكونًا. الإعداد في تطبيق UMAP كان n_neighbours = 100 و min_dist = 0.99.

توصيف متغير mtDNA من خلال تقييم هيكل LD

لتقييم بنية LD في mtDNA ، قمنا بحساب ارتباطات النمط الفرداني الزوجي ، أي ما يعادل التعريف الأصلي لمقياس LD لـ ص 2 ، من متغيرات mtDNA الشائعة (MAF 5 ٪). كمرجع ، قمنا بحساب LD الزوجي للأرقام المتطابقة المختارة عشوائيًا للأنماط الفردانية الجسدية المرحلية بطريقة على مستوى الجينوم. قمنا بتعديل اختلافات المسافة المتغيرة عن طريق تقييد أزواج المتغيرات الجسدية داخل المسافات المقابلة لتلك الموجودة في mtDNA (± 8.3 كيلو بايت). بالنسبة لتعريف متغير العلامة ، ص 2 - تم حساب قيم المتغيرات المشتركة مع جميع المتغيرات الصبغية المجاورة (± 5 ميجا بايت في الثانية). تم تحديد الأنماط الفردانية الشائعة التي تتكون من متغيرات mtDNA من خلال اختيار مجموعات من أزواج متغير mtDNA مع LD قوي (ص 2 ≥ 0.8).

تقييم ارتباطات النمط الجيني mtDNA-nDNA و mtCN-nDNA

قمنا بتقييم الارتباطات الجينية بين متغيرات mtDNA و nDNA (أو mtCN). متغيرات جسمية DNA مع معدل استدعاء ≥ 0.99 ، MAF 1٪ ، وتوازن هاردي واينبرغ ص- تم اختيار القيمة ≥ 1.0 × 10 −6 من دراسة WGS السابقة (ن = 1928) 18. تم اختيار متغيرات MtDNA مع MAF 5 ٪ في نفس مجموعة الأفراد. تم تحديد كمية mtCN لكل فرد بواسطة الصيغة ، كما هو موضح في مكان آخر 5:

تم استخراج كل من متوسط ​​أعماق الجسمية والميتوكوندريا بواسطة VCFtools (الإصدار 0.1.14) من ملفات VCF. من خلال حساب متوسط ​​mtCN لكل كروموسوم جسمي ، تم حساب متوسط ​​mtCN عبر جميع الكروموسومات 5،42. فيما يتعلق بربط النمط الجيني mtDNA-nDNA ، تم إجراء الانحدار اللوجستي بواسطة PLINK (الإصدار 1.90b4.4) باستخدام متغيرات nDNA كمتغيرات توضيحية. فيما يتعلق بترابط النمط الجيني mtCN-nDNA ، تم إجراء الانحدار الخطي بواسطة PLINK (الإصدار 1.90b4.4) باستخدام متغيرات nDNA كمتغيرات توضيحية. للتعامل مع العوامل المربكة المحتملة ، قمنا بتضمين أهم 20 مكونًا رئيسيًا (أجهزة كمبيوتر) للمتغيرات الجسدية ودُفعات تشغيل WGS كمتغيرات مشتركة. على وجه الخصوص ، لفحص الارتباط الجيني مع المتغيرات nDNA في الجينات المرتبطة بالميتوكوندريا ، تم اختيار المتغيرات ضمن ± 10 كيلو بايت من الجينات الصبغية الجسدية 1105 المسجلة في mitoCarta2.0. اعتمدنا عتبة أهمية على مستوى الجينوم مع الأخذ في الاعتبار المقارنة المتعددة لمتغيرات mtDNA لرابطة النمط الجيني mtDNA-nDNA (ص & lt 5.0 × 10 −8 / 86 = 5.8 × 10 10) وعتبة الأهمية النموذجية على مستوى الجينوم لرابطة النمط الجيني mtCN-nDNA (ص & lt 5.0 × 10 8) 43. بعد ذلك ، استخرجنا جرعات النمط الجيني للحمض النووي مع Rsq ≥ 0.7 و MAF 1 ٪ من بيانات GWAS السابقة ، وتم اختيار متغيرات mtDNA مع MAF 5 ٪ من نفس الأفراد (ن = 141،552). فيما يتعلق بربط النمط الجيني mtDNA-nDNA ، تم إجراء الانحدار اللوجستي بواسطة PLINK (الإصدار 2.00a2LM) بنفس الطريقة. قمنا بتضمين العمر والجنس وأفضل 20 جهاز كمبيوتر ومنصات ميكروأري للنمط الجيني والمناطق الجغرافية للمشاركين كمتغيرات مشتركة. اعتمدنا عتبة أهمية على مستوى الجينوم مع الأخذ في الاعتبار المقارنة المتعددة لمتغيرات mtDNA (ص & lt 5.0 × 10 8/8 = 6.3 × 10 9).

فيواس الميتوكوندريا

قمنا بعمل تنميط جيني للمشاركين في مشروع BioBank Japan باستخدام Illumina HumanOmniExpressExome BeadChip أو مزيج من Illumina HumanOmniExpress و HumanExome BeadChips. تم استخراج شدة مسبار طبيعية لجميع الأفراد الذين اجتازوا عتبات مراقبة الجودة المعيارية في المختبر وتم استدعاء الأنماط الجينية باستخدام optiCall (الإصدار 0.7.0). حددنا الخيار -MT لاستدعاء متغيرات الميتوكوندريا واستخدمنا الإعدادات الافتراضية. تم تعريف الأنماط الجينية ذات الاحتمال الخلفي الفردي أقل من 0.7 على أنها غير معروفة. استبعدنا الأفراد مع (1) الأفراد المرتبطين ارتباطًا وثيقًا الذين تم تحديدهم من خلال تحليل الهوية حسب النسب أو (2) القيم المتطرفة غير الشرق آسيوية التي تم تحديدها بواسطة PCA للمتغيرات الصبغية. بعد ذلك ، طبقنا معايير مراقبة الجودة لمتغيرات mtDNA ، باستثناء الأفراد الذين لديهم معدل استدعاء العينة & lt 0.9 ، أو المتغيرات مع معدل المكالمة & lt 0.99 ، أو المتغيرات مع معدل التوافق & lt 0.99 بين مصفوفة SNP وبيانات WGS (ن = 1446).

أجرينا احتساب متغير mtDNA لبيانات BioBank Japan Project GWAS. لقد أنشأنا اللوحة المرجعية لتضمين mtDNA المستندة إلى WGS للسكان اليابانيين (ن = 1928). تم تقييم دقة التضمين للوحة المرجعية التضمينية mtDNA التي تم إنشاؤها بواسطة طريقة التحقق من الصحة كما هو موضح سابقًا. تم حساب توافقات الأليل الثانوية للتسلسل والمتغيرات المنسوبة لكل من صناديق MAF بشكل منفصل (0

50٪ على التوالي). اخترنا المتغيرات باستخدام MAF 0.5 ٪ في بيانات النمط الجيني GWAS ، وملأنا النمط الوراثي المفقود بواسطة Eagle (الإصدار 2.4.1) ، ونسبه IMPUTE2 (الإصدار 2.3.2) مع خيارات –m 0 و –chrX باستخدام mtDNA الذي تم إنشاؤه لوحة مرجعية التضمين. طبقنا ترشيح مراقبة الجودة بعد التضمين للمتغيرات (MAF 0.5٪ ومعلومات درجة التضمين ≥ 0.7) لـ PheWAS.

قمنا برعاية سجل النمط الظاهري لحالة المرض والقيم السريرية للمشاركين في مشروع BioBank Japan (ن = 147310). تتكون الأمراض من خمس فئات رئيسية (مناعية [ن = 10] ، التمثيل الغذائي والقلب والأوعية الدموية [ن = 10] ، السرطانات [ن = 13] طب العيون [ن = 2] وأمراض أخرى [ن = 11]). تتكون الصفات الكمية من الفئات العشر (القياسات البشرية [ن = 2] ، التمثيل الغذائي [ن = 6] ، بروتين [ن = 4] ، مرتبطة بالكلى [ن = 4] ، المنحل بالكهرباء [ن = 5] ، مرتبطة بالكبد [ن = 5] ، مواد كيميائية حيوية أخرى [ن = 6] أمراض الدم [ن = 13] ضغط الدم [ن = 4] ، والسلوك [ن = 4]). تم استخدام مجموعة من الأفراد غير المتأثرين بالمرض تحت النطاق كمجموعة تحكم في التحليل. بعد ذلك ، أجرينا تحليلات الانحدار اللوجستي للأمراض الـ 46 والسمتين الثنائيتين في فئة السلوك ، مع التعديل حسب العمر والجنس وأفضل 20 جهاز كمبيوتر والمناطق الجغرافية ومنصات المصفوفة الدقيقة للنمط الجيني كمتغيرات مشتركة. بالنسبة للسمات الكمية الـ 51 ، أجرينا تحليلات الانحدار الخطي على المخلفات التي تم ضبطها على الرتبة بعد التراجع عن استخدام العمر والجنس وأفضل 20 جهاز كمبيوتر والمتغيرات المشتركة الخاصة بالسمات كما هو موضح في مكان آخر 31،32،44،45. قمنا أيضًا بتضمين المناطق الجغرافية ومنصات المصفوفات الدقيقة للنمط الجيني كمتغيرات مشتركة في الانحدار الخطي. أجريت دراسات الارتباط بوظيفة glm () المنفذة في البرنامج الإحصائي R (الإصدار 3.4.0) باستخدام بيانات الجرعة المحسوبة.

الإحصاء والتكاثر

ملخص التقارير

يتوفر مزيد من المعلومات حول تصميم البحث في Nature Research Reporting Summary المرتبط بهذه المقالة.


تم نشر علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية (المعروفة سابقًا باسم Revista Brasileira de Gen & eacutetica / المجلة البرازيلية لعلم الوراثة - ISSN 0100-8455) بواسطة Sociedade Brasileira de Gen & eacutetica (الجمعية البرازيلية لعلم الوراثة).

يبدأ علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية بالمجلد. العدد 21 ، العدد 1 ، مارس 1998 ، بعد تسلسل الترقيم لسابقه ، والذي تم نشره من 1978 إلى 1997 ، يتم استضافة V. 1 إلى V. 20 في موقع المجلة الخاصة & # 39s

يتبع علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية وسياسة الوصول المفتوح. يتم توفير المقالات في المحتوى الكامل في SciELO (المكتبة العلمية على الإنترنت) المستضافة على www.scielo.br/gmb. الإصدارات السابقة التي يعود تاريخها إلى عام 1998 متاحة من خلال هذا الموقع.

المقالات المنشورة منذ عام 2009 مفهرسة أيضًا في PubMed Central ، وهي متوفرة كنسخة نصية كاملة.

تدرس المجلة المساهمات التي تقدم نتائج الأبحاث الأصلية في علم الوراثة والتطور والتخصصات العلمية ذات الصلة. لن يتم النظر في المخطوطات التي تقدم الأساليب والتطبيقات فقط ، دون تحليل البيانات الوراثية.

تتم مراجعة المخطوطات التي تعتبر متوافقة مع نطاق المجلة ، والتي يحكم عليها المحرر بالاشتراك مع هيئة التحرير ، من قبل محرر مشارك واثنين أو أكثر من المراجعين الخارجيين. يعتمد قبول المحرر على جودة العمل كمساهمة كبيرة في المجال وعلى العرض العام للمخطوطة.

إنه شرط أساسي ألا يتم نشر المخطوطات المقدمة ولن يتم نشرها في أي مكان آخر. بقبول المخطوطة للنشر ، يحصل الناشرون على حقوق النشر الكاملة والحصرية لجميع اللغات والبلدان.

المجلة & # 39s العنوان القصير هو جينيه. مول. بيول. ، والتي يجب استخدامها في الببليوجرافيات والحواشي والمراجع الببليوغرافية والشرائط.

هناك رسوم نشر للمخطوطات بمجرد قبولها.

هناك رسوم نشر للمخطوطات بمجرد قبولها.

على الرغم من أن علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية هو منشور رسمي للجمعية البرازيلية لعلم الوراثة ، إلا أن المساهمين غير مطالبين بأن يكونوا أعضاء في الجمعية.

رسوم النشر للمخطوطات المقبولة هي:

800 دولار أمريكي للمخطوطات من الخارج

4.000.00 ريال برازيلي للمخطوطات المقدمة من البرازيل (صالحة للمخطوطات المقدمة بعد 30 سبتمبر 2020).

يُعفى الأعضاء في وضع جيد في Sociedade Brasileira de Gen & eacutetica (قبل تاريخ التقديم) الذين يقدمون مخطوطة إلى GMB كمؤلف مناظر من رسوم النشر لمخطوطة واحدة كل عام (فاصل 12 شهرًا بين التقديمات). لتقديم مخطوطة ثانية لكل 12 شهرًا بواسطة عضو SBG (المؤلف المقابل) ، ستكون رسوم النشر 50٪ من السعر الكامل.

قد يطلب المؤلفون الآخرون تنازلاً ، والذي سيحكم عليه المحرر بناءً على المنطق السليم. يجب تقديم طلبات التنازل ، مع الأسباب الواردة في خطاب الغلاف ، عند التقديم الأول (الإصدار الأصلي). لن يتم النظر في طلبات التنازل للإصدارات المنقحة.

تُعفى المخطوطات المُقدَّمة من مؤلف مماثل وهو عضو في وضع جيد في Sociedade Brasileira de Gen & eacutetica (قبل تاريخ التقديم) من رسوم النشر. قد يطلب المؤلفون الآخرون التنازل ، والذي سيحكم عليه المحرر بناءً على المنطق السليم. يجب تقديم طلبات التنازل ، مع الأسباب الواردة في خطاب الغلاف ، عند التقديم الأول (الإصدار الأصلي). لن يتم النظر في طلبات التنازل للإصدارات المنقحة.


المنشورات

بلاكيستون ، دي ، آدامز ، دي إس ، ليمير ، جي إم ، لوبيكين ، إم ، وليفين ، إم ، (2011) ، تستحث إمكانات الغشاء لخلايا المدرب التي تعبر عن GlyCl تحويلًا شبيهًا بالأورام للخلايا الصباغية عبر مسار هرمون السيروتونين, نماذج وآليات المرض، 4 (1): 67-85 [غطاء]
بي دي إف

بين ، دبليو إس ، موروكوما ، جيه ، آدامز ، دي إس ، وليفين ، إم ، (2011) ، يكشف نهج علم الوراثة الكيميائي أن جهد الغشاء H ، K-ATPase مطلوب لتجديد رأس مستوي. الكيمياء وعلم الأحياء,
بي دي إف

لانج ، سي ، برينينجر ، إس ، نكلز ، بي ، تايلور ، ف ، ليفين ، إم ، وكاليجاري ، إف ، (2011) ، يحافظ ATPase الفراغي H (+) على الخلايا الجذعية العصبية في قشرة الفأر النامية, الخلايا الجذعية والتنمية, 20(5): 843-850
بي دي إف

كارنيرو ، ك ، دونيت ، سي ، ريجتار ، تي ، كارجر ، بي إل ، دياز ، إي ، كورتاجيري ، إس ، ليمير ، جي إم ، وليفين ، إم (2011) ، نشاط هيستون ديستيلاز ضروري لنمذجة اليسار واليمين أثناء نمو الفقاريات, علم الأحياء التنموي BMC, 11: 29
PubMed | بي دي إف

فاندنبرغ ، L.N ، Pennarola ، B.W ، and Levin ، M. ، (2011) ، الاهتزازات منخفضة التردد تعطل الزخرفة اليسرى واليمنى في Xenopus الجنين, بلوس واحد، 6 (8): e23306
بي دي إف

مونديا ، جي بي ، آدامز ، دي إس ، أوريندورف ، آر دي ، ليفين ، إم ، وأومينيتو ، إف ، (2011) ، استئصال ليزر الفيمتو ثانية منقوش لـ Xenopus laevis الخلايا الصباغية لدراسات هجرة الخلايا وإصلاح الجروح وعمليات النمو, البصريات الطبية الحيوية اكسبرس, 2(8): 2383-2391
بي دي إف

مونديا ، جي بي ، ليفين ، إم ، أومينيتو ، إف جي ، أوريندورف ، آر دي ، برانش ، إم آر ، وآدامز ، دي إس ، (2011) ، الإشارات بعيدة المدى مطلوبة لتكوين التجديد Xenopus ذيل الشرغوف, بلوس واحد، 6 (9): e24953
بي دي إف

Tseng، A-S.، Carneiro، K.، Lemire، J.M، and Levin، M.، (2011)، مطلوب نشاط HDAC أثناء Xenopus تجديد الذيل, بلوس واحد، 6 (10): e26382
بي دي إف

ليفين ، م. (2011) ، الإشارات الكهربائية الحيوية الذاتية في التطور والتجديد والأورام، في محادثات موضوعية: مجموعة الطب الحيوي وعلوم الحياةهنري ستيوارت تالكس ليمتد ، لندن.
عرض

ليفين ، م. (2011) ، عدم التناسق بين اليسار واليمين في التطور الجنيني: كيف تتفاعل القوى الفيزيائية الحيوية اللاجينية والنشاط الجيني لتحديد محور جنيني رئيسي، في محادثات موضوعية: مجموعة الطب الحيوي وعلوم الحياةهنري ستيوارت تالكس ليمتد ، لندن.
عرض

ليفين ، م. ، (2011) ، الإشارات الكهروضوئية الذاتية كعناصر تحكم مورفوجينية للتطور والتجدد والأورام، في فسيولوجيا الكهرباء الحيوية في التنمية وتجديد الأنسجة والسرطان، سي بولار (محرر) ، مطبعة CRC: بوكا راتون ، فلوريدا ، ص. 39-89
متاح هنا

ليفين ، م. ، (2011) ، حكمة الجسد: التقنيات والأساليب المستقبلية لمجالات علم الوراثة في الطب التجديدي ، وعلم الأحياء النمائي ، والسرطان. الطب التجديدي, 6(6): 667-673
بي دي إف

بلاكيستون ، دي ، شومرات ، ت ، نيكولاس ، سي إل ، جراناتا ، سي ، وليفين ، إم ، (2010) ، جهاز من الجيل الثاني للتدريب الآلي وتحليل السلوك الكمي للكائنات الحية النموذجية الجزيئية, بلوس واحد، 5 (12): e14370
بي دي إف

Oviedo، N. J.، Morokuma، J.، Walentek، P.، Kema، I. P.، Gu، M.B، Ahn، J.M، Hwang، J.S، Gojobori، T.، and Levin، M.، (2010) تقاطع الأعصاب طويل المدى والفجوة إشارات البروتين التي تتوسطها تتحكم في القطبية أثناء التجديد المستوي, علم الأحياء التنموي، 339: 188-199 [غطاء]
بي دي إف

فاندنبرغ ، إل إن ، وم. ليفين ، (2010) ، لا يمكن إنشاء عدم تناسق ثابت بين اليسار واليمين من قبل المنظمين المتأخرين في Xenopus ما لم يكن المنظم المتأخر توأمًا ملتصقًا, تطوير، 137 ، 1095-1105 [غطاء]
بي دي إف

Aw، S.، Koster، J.، Pearson، W.، Nicols، C.، Shi، N.Q.، Carneiro، K.، and Levin، M.، (2010)، تتحكم قناة K + الحساسة لـ ATP (KATP) في الزخرفة المبكرة لليمين واليسار في أجنة Xenopus وأجنة الصيصان. علم الأحياء التنموي, 346: 39-53
بي دي إف

Tseng، A-S.، Beane، W. S.، Lemire، J.M، Masi، A.، and M. Levin، (2010)،
تحريض تجديد الفقاريات بواسطة تيار صوديوم عابر
, مجلة علم الأعصاب، 30 (39): 13192-13200 [غطاء]
بي دي إف

Hechavarria ، D. ، Dewilde ، A. ، Braunhut ، S. ، Levin ، M. ، and Kaplan ، D.K ، (2010) ، غلاف BioDome المتجدد للتحفيز البيوكيميائي والفيزيائي الحيوي لتجديد الأنسجة. الهندسة الطبية والفيزياء, 32: 1065-1073
بي دي إف

بلاكيستون ، دي ، فاندنبرغ ، إل إن ، وليفين ، إم (2010) ، الكيمياء المناعية عالية الإنتاجية Xenopus laevis باستخدام أقسام agarose. بروتوكولات كولد سبرينج هاربور، دوى: 10.1101 / pdb.prot5532
بي دي إف

فاندنبرغ ، إل إن ، وليفين ، إم (2010) ، بعيدًا عن الحل: منظور حول ما نعرفه عن الآليات المبكرة لعدم التماثل بين اليسار واليمين. ديناميات التنمية، 239: 3131-3146 [غلاف]
بي دي إف

Aw ، S. ، and Levin ، M. ، (2009) ، هل عدم التناسق بين اليسار واليمين شكل من أشكال قطبية الخلية المستوية؟, تطوير, 136: 355-366

فاندنبرغ ، إل ، وليفين ، م ، (2009) ، وجهات النظر والمشاكل المفتوحة في المراحل الأولى من الزخرفة من اليسار إلى اليمينوالندوات في الخلية و علم الأحياء التنموي، 20: 456-463 [غلاف]
بي دي إف

Zhang، Y.، and M. Levin، (2009)، يكشف نموذج تتبع الجسيمات لحركة مورفوجين الكهربي عن الديناميكيات العشوائية للتدرج الجنيني, ديناميات التنمية, 238(8): 1923-1935
بي دي إف

Zhang، Y.، and M. Levin، (2009)، يتطلب عدم التناسق بين اليسار واليمين في جنين الفرخ بروتين قطبية الخلية المستوية الأساسية Vangl2, منشأ, 47(11): 719-728
بي دي إف

ليفين ، م. (2009) ، آليات الطاقة الحيوية في التجديد: جوانب فريدة ووجهات نظر مستقبلية. ندوات في الخلية والبيولوجيا التنموية, 20: 543-556
بي دي إف

ليفين ، م ، (2009) ، أخطاء الهندسة: التجديد من منظور أوسع. ندوات في الخلية والبيولوجيا التنموية, 20(6): 643-645
بي دي إف

ليفين ، م ، (2009) ، التجديد: التطورات الحديثة والألغاز الرئيسية والفرص الطبية الحيوية. ندوات في الخلية والبيولوجيا التنموية, 20(5): 515-516
بي دي إف

ليفين ، إم ، سوندلاكروز ، إس ، ليفين إم ، كابلان ، دي إل (2009) ، دور إمكانات الغشاء في تنظيم تكاثر الخلايا وتمايزها, مراجعات الخلايا الجذعية, 5(3): 231-46
بي دي إف

بلاكيستون ، دي جي ، ك.ماكلولين ، وليفين ، إم (2009) ، الضوابط الكهربية الحيوية لتكاثر الخلايا: القنوات الأيونية ، جهد الغشاء ، ودورة الخلية, دورة الخلية، 8 (21): 3527-3536 [غطاء]
بي دي إف

موروكوما ، ج. ، بلاكيستون ، د. ، وليفين م ، (2008) ، تشارك مكونات قناة KCNQ1 و KCNE1 K + في الزخرفة المبكرة لليسار واليمين في أجنة Xenopus, علم وظائف الأعضاء الخلوية والكيمياء الحيوية, 21: 357-372
بي دي إف

Oviedo، N.J، B. J. Pearson، M. Levin، and A. S. Alvarado، (2008)، تنظم متجانسات PTEN المستوية الخلايا الجذعية والتجدد من خلال إشارات TOR, نماذج وآليات المرض, 1: 131-143
بي دي إف

موروكوما ، جيه ، بلاكيستون ، دي ، آدامز ، دي إس ، سيبوهم ، جي ، تريمر ، بي ، وليفين ، إم ، (2008) ، يمنح تعديل قناة البوتاسيوم نمطًا ظاهريًا شديد التكاثر على الخلايا الجذعية الجنينية, وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة, 105(43): 16608-16613
بي دي إف

Sundelacruz، S.، M. Levin، and D.L Kaplan، (2008)، تتحكم إمكانات الغشاء في التمايز الشحمي والعظمي للخلايا الجذعية الوسيطة, بلوس واحد، 3 (11): e3737 ، 1-15
بي دي إف

Oviedo، N.J، Nicolas، C.L، Adams، D. S.، and Levin، M.، (2008)، التصوير الحي لإمكانات الغشاء المستوي باستخدام DiBAC4 (3). بروتوكولات كولد سبرينج هاربور، دوى: 10.1101 / pdb.prot5055
بي دي إف

Oviedo، N.J، Nicolas، C.L، Adams، D. S.، and Levin، M.، (2008)، ضربة قاضية للجينات في مستورقات باستخدام تداخل الحمض النووي الريبي. بروتوكولات كولد سبرينج هاربور، دوى: 10.1101 / pdb.prot5054
بي دي إف

Oviedo، N.J، Nicolas، C.L، Adams، D. S.، and Levin، M.، (2008)، إنشاء والحفاظ على مستعمرة مستورقات. بروتوكولات كولد سبرينج هاربور، دوى: 10.1101 / pdb.prot5053
بي دي إف

Oviedo، N.، and Levin، M.، (2008)، نموذج التجديد المستوي كسياق لدراسة تأثيرات الدواء وآلياته، في Planaria: نموذج للعمل في مجال المخدرات وإساءة استخدامها، ر.ب.رفاعة وأمبير إس إم. Rawls (محرران) ، RG Landes Co: Austin ، p. 95-104

نيكولاس ، سي إل ، أبرامسون ، سي آي ، وليفين ، إم (2008) ، تحليل السلوك في نموذج مستوي، في Planaria: نموذج للعمل في مجال المخدرات وإساءة استخدامها، ر.ب.رفاعة وأمبير إس إم. Rawls (محرران) ، RG Landes Co: Austin ، p. 83-94

Aw ، S. ، and Levin ، M. ، (2008) ، ماذا بقي في عدم التماثل؟, ديناميات التنمية, 237: 3453-3464
بي دي إف

Oviedo، N.، Nicolas، C.L، Adams، D. S.، and Levin، M. (2008)، المستورقات: نظام نموذجي قوي ومتعدد الاستخدامات للدراسات الجزيئية للتجديد ، وتنظيم الخلايا الجذعية البالغة ، والشيخوخة ، والسلوك، في الكائنات الحية النموذجية الناشئة: دليل معمل ، المجلد 1مطبعة كولد سبرينج هاربور: كولد سبرينج هاربور ، نيويورك
بي دي إف

Tseng، A-S.، and Levin، M. (2008)، تجديد الذيل في Xenopus laevis كنموذج لفهم إصلاح الأنسجة, مجلة أبحاث الأسنان, 87(9): 806-816
بي دي إف

Tseng ، A-S. ، Adams ، D. S. ، Qiu ، D. ، Koustubhan ، P. ، and Levin ، M. (2007) ، موت الخلايا المبرمج مطلوب خلال المراحل المبكرة من تجديد الذيل في Xenopus laevis. علم الأحياء التنموي, 301: 62-69
بي دي إف

آدامز ، دي إس ، ماسي ، إيه ، وليفين ، إم (2007) ، التغييرات المعتمدة على المضخة في جهد الغشاء هي آلية مبكرة ضرورية وكافية للحث على تجديد ذيل Xenopus. تطوير، 134: 1323-1335 [غلاف]
بي دي إف

Oviedo، N.J، Levin، M.، (2007)، smedxin-11 هو جين تقاطع فجوة الخلايا الجذعية المستوي المطلوب للتجديد والتوازن. تطوير, 134(17): 3121-3131
بي دي إف

Aw ، S. ، Adams ، D. S. ، Qiu ، D. ، and Levin ، M. ، (2007) ، يكشف توطين البروتين H و K-ATPase ووظيفة Kir4.1 عن توافق ثلاثة محاور أثناء التحديد المبكر لعدم التماثل بين اليسار واليمين, آليات التطوير, 125: 353-372
بي دي إف

Koustubhan ، P. ، Sorocco ، D. ، and Levin ، M. ، (2007) ، إنشاء وصيانة أ Xenopus laevis مستعمرة لمختبرات البحث، في M. Conn (محرر) ، الكتاب المصدر لنماذج البحوث الطبية الحيوية، هيومانا برس ، ص. 139-160

ليفين ، م ، بالمر ، ر. (2007) ، الزخرفة من اليسار إلى اليمين من الداخل إلى الخارج: دليل واسع الانتشار على التحكم داخل الخلايا, مقولات بيولوجية, 29: 271-287
بي دي إف

ليفين ، م ، (2007) ، فجوة الاتصال الوصلي في التشكل. التقدم في الفيزياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية, 94 (1-2): 186-206
بي دي إف

ليفين ، م ، (2007) ، الفيزياء الحيوية على نطاق واسع: التدفقات الأيونية والتجدد. الاتجاهات في بيولوجيا الخلية، 17 (6): 261-270 [غطاء]
بي دي إف

Ingber، D.، and Levin، M. (2007)، ما يكمن في الواجهة
الطب التجديدي وعلم الأحياء التنموي ؟.
تطوير، 134: 2541-2547 [غلاف]
بي دي إف

Oviedo، N.، and Levin، M. (2007)، توفر تقاطعات الفجوة روابط جديدة في الزخرفة من اليسار إلى اليمين, زنزانة, 129: 645-647
بي دي إف

Hibino، T.، Ishii، Y.، Levin، M.، and Nishino، A.، (2006)، ينظم تدفق الأيونات عدم التناسق بين اليسار واليمين في تطور قنفذ البحر. تطوير، الجينات والتطور ، 216 (5): 265-76
بي دي إف

شيميلد ، إس إم ، وليفين ، إم (2006) ، دليل على تنظيم عدم التناسق بين اليسار واليمين في Ciona intestinalis بواسطة تدفق الأيونات. ديناميات التنمية, 235(6): 1543-1553
بي دي إف

آدامز ، دي إس ، روبنسون ، كيه آر ، فوكوموتو ، تي ، يوان ، إس ، ألبرتسون ، آر سي ، يليك ، بي ، كو ، إل ، مكسويني ، إم ، وليفين إم ، (2006) ، في وقت مبكر ، يعد تدفق البروتون المعتمد على H + -V-ATPase ضروريًا لنمذجة متسقة من اليسار إلى اليمين للفقاريات غير الثديية. تطوير, 133: 1657-1671
بي دي إف

هيكس ، سي ، سوروكو ، دي ، وليفين ، م ، (2006) ، التحليل الآلي للسلوك: نظام يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر لفحص الأدوية والتحقيق في التعلم. مجلة علم الأعصاب, 66(9): 977-90
بي دي إف

Esser ، A. T. ، Smith ، K.C ، Weaver ، J.C ، and Levin ، M. ، (2006) ، النموذج الرياضي للرحلان الكهربي مورفوجين من خلال تقاطعات الفجوة. ديناميات التنمية, 235(8): 2144-2159
بي دي إف

آدامز ، دي إس ، وليفين ، إم (2006) ، شاشات الأدوية المعكوسة: طريقة سريعة وغير مكلفة لتوريط الأهداف الجزيئية. منشأ, 44: 530-540
بي دي إف

آدامز ، د. ، وليفين م ، (2006) ، استراتيجيات وتقنيات التحقيق في الإشارات الفيزيائية الحيوية في الزخرفة، في تحليل إشارات عامل النمو في الأجنة، M. Whitman and A.K Sater eds.، pp. 177-264، الطرق في سلسلة توصيل الإشارةاضغط على CRC

ليفين م ، لودر ، ج. ، وبوزنيكوف ، ج. ، (2006) ، العقول والأجنة: عدم التناسق بين اليسار واليمين وعناصر التحكم في هرمون السيروتونين في التشكل قبل العصبي. علم الأعصاب التنموي، 28: 171-185 [غلاف]
بي دي إف

ليفين ، م ، (2006) ، هل المحور الأيسر-الأيمن مثل النبات ، أو الكلى ، أو العصبون؟ تكامل الإشارات الفسيولوجية في عدم التناسق بين اليسار واليمين. بحوث العيوب الخلقية (الجزء ج), 78: 191-223
بي دي إف

فوكوموتو ، تي ، وليفين ، إم (2005) ، تعبير غير متماثل لـ Syndecan-2 في مرحلة التطور الجنيني المبكر للكتاكيت, سينديكان -2 , 5(4): 525-528
بي دي إف

فوكوموتو ، تي ، كيما ، آي بي ، وليفين ، إم ، (2005) ، تعد إشارات السيروتونين خطوة مبكرة جدًا في تصميم المحور الأيسر-الأيمن في أجنة الفرخ والضفادع. علم الأحياء الحالي, 15(9): 794-803
بي دي إف

نوغي ، تي ، يوان ، واي إي ، سوروكو ، دي ، بيريز-توماس ، آر ، وليفين ، إم ، (2005) ، يكشف اختبار تجديد العين عن عدم تناسق وظيفي ثابت بين اليسار واليمين في الثنائي المبكر ، Dugesia japonica. لاحقة, 10(3): 193-205
بي دي إف

Qiu، D.، Cheng، S.M.، Wozniak، L.، McSweeney، M.، Perrone، E.، and Levin، M.، (2005)، توطين وفقدان الوظيفة يورط البروتينات الهدبية في الأدوار المبكرة ، السيتوبلازمية في عدم التناسق بين اليسار واليمين, ديناميات التنمية, 234(1): 176-189
بي دي إف

شين ، جي بي ، آدامز ، دي ، باوكيرت ، إم ، سيبا ، إم ، سيدي ، إس ، ليفين ، إم ، جيليسبي ، بي جي ، وجرندر ، إس ، (2005) ، ينتقل Xenopus TRPN1 (NOMPC) إلى أهداب تعتمد على الأنابيب الدقيقة في الخلايا الظهارية ، بما في ذلك خلايا شعر الأذن الداخلية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة, 102(35): 12572-12577
بي دي إف

Gamer، L.W، Nove، J.، Levin، M.، and Rosen، V.، (2005)، BMP-3 مثبط جديد لكل من إشارات Activin و BMP-4 في أجنة Xenopus, علم الأحياء التنموي, 285(1): 156-168
بي دي إف

نوجي ، ت. ، وليفين م ، (2005) ، توصيف التعبير الجيني إنكسين والأدوار الوظيفية للتواصل بين فجوة الوصلة في تجديد مستوي. علم الأحياء التنموي, 287: 314-335
بي دي إف

فوكوموتو ، تي ، بلاكلي ، آر ، وليفين ، إم ، (2005) ، تعتبر وظيفة ناقل السيروتونين خطوة مبكرة في الزخرفة اليسرى واليمنى في أجنة الفرخ والضفادع. علم الأعصاب التنموي, 27(6): 349-363
بي دي إف

ليفين ، م ، (2005) ، عدم التناسق بين اليسار واليمين في التطور الجنيني: مراجعة شاملة. آليات تطوير، 122 (1): 3-25 [غطاء]
بي دي إف

ليفين ، م ، (2004) ، طريقة كيميائية مناعية جديدة لتقييم خصوصية الجسم المضاد واكتشاف الأهداف القابلة للتغير في الأنسجة البيولوجية, مجلة الأساليب الفيزيائية الحيوية والكيميائية الحيوية, 58(1): 85-96
بي دي إف

ليفين ، م ، (2004) ، الأصول الجنينية لعدم التماثل بين اليسار واليمين. مراجعات نقدية في بيولوجيا الفم والطب, 15(4): 197-206
بي دي إف

آدامز ، دي إس ، وليفين ، إم (2004). الزخرفة المبكرة للمحور الأيسر / الأيمن. في سي دي ستيرن (محرر) ، الجَاعَة: من الخلايا إلى الجنين كولد سبرينج هاربور ، نيويورك ، ص 403-417
بي دي إف

بوني ، تي دي ، دي بوير ، إيه إتش ، وليفين ، إم ، (2003) ، تكشف إشارات Fusicoccin عن وظيفة بروتين 14-3-3 كخطوة جديدة في نمط اليسار واليمين أثناء تكوين الجنين البرمائي, تطوير, 130(20): 4847-4858
بي دي إف

ليفين ، مايكل (2003) ، عدم التناسق بين اليسار واليمين في التطور الجنيني البرمائي، في علم الأحياء التنموي، المجلد. 6 من بيولوجيا البرمائيات ، من تحرير هارولد هيتول وبريندا بريزويلا

ليفين ، م ، (2003) ، الكهرومغناطيسية الحيوية في التشكل. الكهرومغناطيسية الحيوية, 24(5): 295-315
بي دي إف

ليفين ، م ، (2003) ، يعد التحكم في بروتين المحرك في تدفق الأيونات خطوة مبكرة في عدم تناسق الجنين بين اليسار واليمين, مقولات بيولوجية, 25(10): 1002-1010
بي دي إف

ليفين ، إم ، ثورلين ، ت. ، روبنسون ، ك ، نوغي ، ت. ، وميركولا ، إم ، (2002) ، يشكل عدم التناسق في H + / K + -ATPase وإمكانيات غشاء الخلية خطوة مبكرة جدًا في الزخرفة اليسرى واليمنى, زنزانة, 111(1): 77-89
بي دي إف

Rutenberg، J.، Cheng، S. M.، and Levin، M.، (2002)، التعبير الجنيني المبكر للقنوات والمضخات الأيونية في تطور الصيصان و Xenopus. ديناميات التنمية, 225(4): 469-484
بي دي إف

تشينج ، إس إم ، تشين ، آي ، وليفين ، إم ، (2002) ، نشاط قناة Katp مطلوب للتفقيس في Xenopus. ديناميات التنمية, 225(4): 588-591
بي دي إف

ليفين ، مايكل ، (2002) ، العزلة والمجتمع: مراجعة لدور اتصال مفصل الفجوة في الزخرفة الجنينية. مجلة بيولوجيا الغشاء, 185(3): 177-192
بي دي إف

Mercola، M.، and Levin، M.، (2001)، تحديد عدم التناسق بين اليسار واليمين في الفقاريات. المراجعة السنوية لعلم الأحياء الخلوي والتنموي, 17: 779-805
بي دي إف

ليفين ، م ، (2001) ، عدم تناسق الجسم والدماغ: الدراسات الجنينية والتوأم، in N. Smelser and P. Baltes (Eds.)، International Encyclopedia of the Social and Behavioral Sciences، Elsevier، Oxford، UK، pp. 853-859
بي دي إف

ليفين ، مايكل ، وميركولا ، (2000) ، التعبير عن Connexin30 في أجنة Xenopus واشتراكه في وظيفة الغدة الفقس, ديناميات التنمية, 219(1): 96-101
بي دي إف

ليفين ، م ، (1999) ، تمثيلات GA المستندة إلى المصفوفة في نموذج للتواصل مع الحيوانات، في إل تشامبرز (محرر) ، الدليل العملي للخوارزميات الجينية: أنظمة الترميز المعقدة، المجلد. 3 ، الفصل 5 ، الصفحات 103-117 ، مطبعة لجنة حقوق الطفل: بوكا راتون ، فلوريدا

ليفين ، مايكل ، (1999) ، التوأمة وعدم التناسق الجنيني بين اليسار واليمين. لاحقة, 4(3): 197-208
بي دي إف

Zhu، L.، Marvin، M. J.، Gardiner، A.، Lassar، A.B، Mercola، M.، Stern، C.D، and Levin، M.، (1999)، ينظم سيربيروس عدم التناسق بين اليسار واليمين للرأس والقلب الجنينيين, علم الأحياء الحالي, 9(17): 931-938
بي دي إف

ليفين ، مايكل ، وميركولا م. (1999) ، النقل بوساطة مفرق الفجوة لإشارات الزخرفة من اليسار إلى اليمين في الكتكوت المبكر Blastoderm هو المنبع من عدم تناسق Shh في العقدة, تطوير, 126(21): 4703-4714
بي دي إف

ليفين ، م ، (1999) ، عدم تناسق اليسار واليمين في التطور الجنيني الحيواني، في G. Palyi، C. Zucchi، and L. Caglioti (Eds.)، Advances in Biochirality، ch. 12، pp.137-152، Elsevier Science LTD: Oxford، UK
بي دي إف

ليفين ، م ، (1999) ، المجالات والإشعاعات الكهرومغناطيسية الذاتية في التجدد والتطور والأورام, وقائع المؤتمر العالمي الأول حول تأثيرات الكهرباء والمغناطيسية في العالم الطبيعي، ماديرا ، البرتغال

ليفين ، م ، (1998) ، دور إشارات أكتيفين وفوليستاتين في معدة الكتكوت. المجلة الدولية لعلم الأحياء التنموي, 42(4): 553-559
PDF | الأرقام

ليفين م ، وميركولا م. (1998) ، وتشارك مفترقات الفجوة في الجيل الأول من عدم التماثل بين اليسار واليمين, علم الأحياء التنموي, 203(1): 90-105
بي دي إف

ليفين م ، وميركولا م. (1998) ، الحفظ التطوري للآليات المنبع من التعبير العقدي غير المتماثل: التوفيق بين الفرخ و Xenopus, علم الوراثة التنموية, 23(3): 185-193
بي دي إف

ليفين ، م ، (1998) ، عدم التناسق بين اليسار واليمين وجنين الفرخ, ندوات في علم الأحياء النمائي والخلوي, 9(1): 67-76
بي دي إف

ليفين م ، وميركولا م. (1998) ، إجبار chirality: نحو فهم عدم التناسق بين اليسار واليمين, الجينات و أمبير التنمية, 12(6): 763-769
بي دي إف

ليفين ، إم ، وإرنست ، إس جي ، (1997) ، تسبب الحقول المغناطيسية المطبقة في التيار المستمر تغييرات في زمن انقسامات الخلايا وتشوهات النمو في أجنة قنفذ البحر المبكرة, الكهرومغناطيسية الحيوية, 18(3): 255-263
بي دي إف

ليفين ، إم ، باغان ، إس ، روبرتس ، دي جي ، كوك ، جي ، كوهن ، إم آر ، وتابين ، سي جي ، (1997) ، إشارات الزخرفة اليسرى / اليمنى والتنظيم المستقل للجوانب المختلفة للوضع في جنين الفرخ, علم الأحياء التنموي, 189(1): 57-67
بي دي إف

ليفين ، إم ، وناسكون ، إن (1997) ، نموذجان جزيئيان لتوليد عدم التناسق الأولي بين اليسار واليمين, الفرضيات الطبية، 49 (5): 429-435 [غطاء]
بي دي إف

ليفين ، م ، (1997) ، عدم التناسق بين اليسار واليمين في التطور الجنيني للفقاريات, مقولات بيولوجية، 19 (4): 287-296 [غطاء]
PDF | وصلة

ليفين إم ، روبرتس ، دي جيه ، هولمز ، إل بي ، وتابين سي (1996) ، عيوب لاحقة في التوائم الملتصقة, طبيعة سجية, 384(6607): 321
بي دي إف

ليفين ، إم ، وإرنست ، إس جي ، (1995) ، تسبب الحقول المغناطيسية المطبقة بالتيار المتردد والتيار المستمر تغييرات في الدورة الانقسامية لأجنة قنفذ البحر المبكرة, الكهرومغناطيسية الحيوية, 16(4): 231-240
بي دي إف

ليفين ، إم ، جونسون ، آر إل ، ستيرن ، سي دي ، كوين ، إم ، وتابين ، سي ، (1995) ، مسار جزيئي يحدد عدم التناسق بين اليسار واليمين في تكوين الكتاكيت, زنزانة، 82 (5): 803-814 [غطاء]
بي دي إف

ليفين ، م ، (1995) ، استخدام الخوارزميات الجينية لحل المشكلات الطبية الحيوية, ماجستير الحوسبة, 12(3): 193-198
بي دي إف

ليفين ، م ، (1995) ، تطور الفهم: نموذج خوارزمية جينية لتطور التواصل الحيواني, الأنظمة الحيوية, 36(3): 167-178
بي دي إف

ليفين ، م ، (1995) ، تحديد تسلسل إشارة البروتين المفترض، في إل تشامبرز (محرر) ، الدليل العملي للخوارزميات الجينية: آفاق جديدة، المجلد. 2 ، الفصل. 2، pp.53-66، CRC Press: Boca Raton، FL
بي دي إف

ليفين ، م ، (1994) ، نموذج مجموعة جوليا للتكوين الموجه ميدانيًا: علم الأحياء التطوري والحياة الاصطناعية, تطبيقات الحاسوب في العلوم البيولوجية, 10(2): 85-103
بي دي إف

ليفين ، م ، (1994) ، فركتلات نظام q المتقطعة والبديلة, أجهزة الكمبيوتر والرسومات, 18(6): 873-884
بي دي إف

ليفين ، مايكل ، التطبيقات الحالية والمحتملة للكهرومغناطيسية الحيوية في الطب, (1993), مجلة ISSEEM, 4(1): 77-87
بي دي إف


شكر وتقدير

نشكر أعضاء مختبر لي ، جيراردو راموس ماندوجانو ، وخالد الصايغ ، وسمهان السلامي ، ودينق لو على المناقشات المفيدة ، وجينا شو ، ومنال أنديجاني ، وماري كرينز واي سيكات ، وشينغشينغ زانغ على الدعم الإداري. نشكر Chenyang Geng في منشأة BIOPIC الأساسية في جامعة بكين للمساعدة التقنية في تسلسل PacBio و Illumina.

معلومات مراجعة الأقران

كان Yixin Yao هو المحرر الرئيسي لهذه المقالة وأدار عملية التحرير ومراجعة النظراء بالتعاون مع بقية فريق التحرير.

مراجعة التاريخ

يتوفر سجل المراجعة كملف إضافي 2.


نتائج ومناقشة

قام البنك الحيوي البريطاني [12] بعمل تنميط جيني

500000 مشارك لمجموعة تحتوي على

847441 تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs).بعد استخدام معايير صارمة لمراقبة الجودة (انظر `` الطرق '') ، استخرجنا 13،068 تم الإبلاغ عنها ذاتيًا واستنتاجها وراثيًا (ملف إضافي 1: الشكل S1) من أزواج من الذكور والإناث يشاركون في نفس عنوان المنزل ولكنهم كانوا أقل ارتباطًا لبعضهم البعض باستثناء أولاد العم بعد الإزالة ، أي مع معامل العلاقة (r) أقل من 0.0625 (ملف إضافي 1: الشكل S2). من بين هؤلاء الأزواج من الذكور والإناث ،

ذكر 92٪ أنهم عاشوا مع أزواجهم ، وهو ما يتفق مع فرضيتنا بأن هؤلاء الأزواج كانوا أزواجًا. احتفظنا بالأقارب (أي الأفراد الذين لديهم r & gt 0.0625) في مجموعة البيانات الخاصة بنا بشرط أنهم يعيشون في أسر مختلفة (ملف إضافي 1: الشكل S3). تمت إزالة المتغيرات النادرة (تلك ذات تردد أليل ثانوي & lt 0.05) من التحليل لأنها معروفة بتشويه تقديرات الارتباط [13]. بعد إزالة القيم المتطرفة المحتملة (انظر "الطرق") ، قمنا بنمذجة نمطين ظاهريين لكل فرد: الارتفاع المقاس للشخص والارتفاع المقاس لشريكه. كان الارتباط الظاهري للأزواج 0.26 (فاصل الثقة 95٪ [CI] 0.24 ، 0.27) (ملف إضافي 1: الشكل S4). قمنا بعد ذلك بتعديل البنية الاجتماعية والوراثية للسكان ، وقمنا بتصحيح أول 20 مكونًا رئيسيًا (أجهزة الكمبيوتر) مشتقة من مصفوفة العلاقة الجينومية ذات التقليم LD (انظر "الطرق") والعمر والجنس ومؤشر الحرمان من Townsend. ظل الارتباط المظهري بين الأزواج مرتفعًا عند 0.23 (95٪ فاصل الثقة 0.22 ، 0.24).

لتقدير مساهمة العوامل الوراثية والبيئية في التباين في اختيار ارتفاع الشريك ، قمنا بتقدير العلاقات (ملف إضافي 1: الشكل S3) بين 26136 فردًا متاحًا [14] باستخدام 318852 تعدد الأشكال الصبغي الجسدي الذي اجتاز بروتوكول مراقبة الجودة. استخدمنا نموذجًا خطيًا مختلطًا لتقدير مكونات التباين [15]. لحساب السكان والبنية الاجتماعية ، تضمنت التحليلات أول 20 جهاز كمبيوتر ، والجنس ، والعمر عند التوظيف ، ومؤشر الحرمان في Townsend كتأثيرات ثابتة ، وتأثير عشوائي وراثي وبيئي (متبقي).

أولاً ، استخدمنا تحليلًا أحادي المتغير لتقدير درجة الانجذاب إلى رفيقة من نفس الطول والتي تم تفسيرها من خلال التركيب الوراثي للشخص. لهذا الغرض ، تعاملنا مع ارتفاع الشريك على أنه سمة الشخص (أي اختيار ارتفاع الشريك). قدرنا أن قابلية التوريث في اختيار ارتفاع الشريك كانت 0.041 (الخطأ المعياري 0.014) ، مما يشير إلى وجود مكون وراثي مهم لاختيار ارتفاع الشريك عند البشر. يتوافق هذا مع النموذج الذي يكون فيه اختيار الشريك للارتفاع مدفوعًا بارتفاع الفرد (انظر "الطرق").

ثم سألنا ما إذا كانت المحددات الجينية لاختيار ارتفاع الشريك قد تمت مشاركتها مع المحددات الجينية لطول الشخص. للإجابة على هذا السؤال ، تعاملنا مع ارتفاع الشريك كنمط ظاهري للفرد واستخدمنا تحليلًا ثنائي المتغير لتقدير الارتباط الجيني والبيئي بين السمتين. إن الارتباط الجيني الذي يساوي الصفر يعني أن ارتفاع المرء واختياره من خلال الطول لا يتأثران بنفس المتغيرات الجينية أو أنه لا يوجد تعدد اتجاهي ، في حين أن الارتباط الجيني لأحدهما يعني أن السمتين تشتركان في نفس المحددات الجينية تعمل في نفس الاتجاه. وبالمثل ، فإن الارتباط البيئي غير الصفري يعني ضمناً أن العوامل التي تؤثر على الانحرافات الجينية البيئية وغير المضافة يتم تقاسمها جزئيًا على الأقل بين السمتين. كشف التحليل ثنائي المتغير (الجدول 1) الذي تم إجراؤه باستخدام جميع الأشكال الوراثية الجسدية المتاحة أن العوامل الوراثية المضافة فسرت 60٪ و 3.6٪ من تباين النمط الظاهري للارتفاع واختيار ارتفاع الشريك ، على التوالي. تتوافق هذه التقديرات مع التقديرات التي تم الحصول عليها في التحليل أحادي المتغير. من خلال تحليل كلتا السمتين معًا ، أظهرنا أيضًا أن 89 ٪ من التباين الجيني الذي يؤثر على الطول واختيار ارتفاع الشريك يتم مشاركته. بشكل عام ، يشير هذا إلى وجود تفضيل فطري للشركاء من نفس الطول. لمزيد من التحقيق في هذا الأمر ، أزلنا جميع الأفراد ذوي الصلة (r & gt 0.0625) وأجرينا دراستين على نطاق الجينوم ، واحدة للارتفاع والأخرى لاختيار ارتفاع الشريك. كان الارتباط بين تأثيرات SNP المقدرة 0.25 (ملف إضافي 1: الشكل S5) ، مما يدعم الفرضية القائلة بأن الارتفاع واختيار ارتفاع رفيقه يشتركان في عدد كبير من المواقع المساهمة وأن الأليلات التي تزيد الارتفاع أيضًا ، في المتوسط ​​، تزيد من الجذب لزيادة ارتفاع.

لتعزيز الأدلة على هذه الفرضية ، قمنا بتقدير ، باستخدام معلومات العلامات الجينية ونموذج خطي مختلط أحادي المتغير (انظر `` الطرق '') ، التأثير الجيني الإضافي (المعروف أيضًا باسم قيمة التكاثر في أدبيات علم الوراثة الكمية) لارتفاع الأفراد لم يتم إجراء التنميط الوراثي لشريكه ، ولكن لدينا معلومات عن الطول. لقد استنتجنا أنه إذا كان الارتباط الجيني بين الطول واختيار ارتفاع الشريك مرتفعًا ، فسنكون قادرين على التنبؤ بارتفاع أحد الشركاء من التأثير الوراثي الإضافي (أي قيمة التكاثر) لارتفاع الشريك الآخر. كان الارتباط بين التأثير الجيني الإضافي لطول الفرد والنمط الظاهري لارتفاع الشريك (أي دقة التنبؤ) 0.13 (ص = 7.55 × 10 −59) ، أي 64٪ من الارتباط الأقصى المتوقع ، والارتباط الأقصى المتوقع بين التأثير الوراثي الإضافي لاختيار ارتفاع الشريك والنمط الظاهري لاختيار ارتفاع الشريك هو 0.2 ، الجذر التربيعي للتوريث المختار من ارتفاع ماتي.

تعتمد العواقب الوراثية للتزاوج المتنوع على ما إذا كان السبب الرئيسي للتشكيلة بين الشركاء هو النمط الظاهري (على سبيل المثال ، ينجذب الأشخاص طويل القامة إلى الأشخاص طوال القامة) ، أو الجيني (على سبيل المثال ، التزاوج ضمن مجموعات عرقية متباينة) أو بيئي (على سبيل المثال ، التزاوج مع مجموعات متجانسة اجتماعيًا) . تنشأ الارتباطات الجينية أو البيئية الأولية عندما يحدث التزاوج ضمن مجموعات متمايزة إما وراثيًا أو بيئيًا. نحن نجادل بأن المصدر الأساسي لتشابه الشريك بالنسبة للارتفاع البشري هو النمط الظاهري ، وليس بسبب التركيب الجيني أو البيئي داخل السكان. نعتقد أن الارتباط الملحوظ في الطول بين الشركاء ليس نتيجة تزاوج داخل مجموعات أو مجموعات متمايزة وراثيًا ، لأن تحليلاتنا تم تعديلها لأول 20 جهاز كمبيوتر ولأزواج مختلط الأصول (أولئك الذين يكون الشريك لهم) تم تصنيفها على أنها بريطانية بيضاء والأخرى على أنها غير بريطانية بيضاء) ، لاحظنا توارثًا مشابهًا لتلك الخاصة بالأزواج البريطانيين البيض من حيث الطول وطول رفيقهم (ملف إضافي 1: الجدول S1). بالإضافة إلى ذلك ، أجرينا تحليلًا باتباع نهج التقليب الذي ، مع الحفاظ على هيكل التزاوج المرتبط بالارتفاع ، أزال أي بنية وراثية (الشكل 1) وبيئية (الشكل 2) داخل الزوج نظرًا للتشكيلة القائمة على عوامل بديلة مثل الجغرافيا أو العمر أو الحالة الاجتماعية والاقتصادية (انظر "الطرق"). على وجه التحديد ، قمنا بتبديل الشركاء الذكور بين أزواج من الأزواج ذات الأنماط الظاهرية المتشابهة لكلا الشخصين. كانت نتائج هذا التحليل (ملف إضافي 1: الجدول S2) متطابقة عمليًا مع النتائج التي تم الحصول عليها للبيانات الأصلية ، مما يشير إلى أن التركيب الجيني أو البيئي للسكان لا يقود العلاقة بين الأصحاب (ملف إضافي 1: الجدول S3 و الصورة 2).

العلاقة بين مسافة محل الولادة والعلاقة. كان معامل الانحدار للترابط على المسافة (م) −7.9 × 10 −10 (ص = 0.026) و −4.9 × 10 10 (ص = 0.134) للزوج الحقيقي والزوج المتبادل على التوالي


شاهد الفيديو: علم الأحياء تحت المجهر: علم الوراثة: الجزء 1 (شهر نوفمبر 2022).